Способ получения модифицированной целлюлозы

ОПЙЕАНИЕ И ЗОБ РЕ ТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕ т ЕЛЬСТВУ261376 боюз Советскял Социалистическил РеспубликЗависимое от авт. свидетельс ва 1 х"о аявлено 03.1.1967 ( 1138856/23-4) Кл. 12 о, 6 исоединением заявк МПК СО иорите Комитет ло делам изобретений и открытий лри Совете Министров СССРДК 677.862;2:547. ,458,8(088,8) летень М 2 бХ 1 та опубликования описани Авторыиз обретениЗаявитель Н. Ерм Н. К. Воробьева нко, И о ь химии АН Белорусской ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИ ботки фосфорилированного материала солью вводимого металла, Соли ряда металлов (например, Т 1, ХЬ) неустойчивы на воздухе и легко гидролизуются в растворах, из-за чего ввести их в целлюлозный материал путем йонообменной сорбции из водных растворов не представляется возможным.Для улучшения качества целевого продукта предложен способ, заключающийся в том, что целлюлозный материал обрабатывают конденсированными фосфатами в форме кислот илп комплексньвпи фосфатами металлов в присутствии азотсодержащих соединений. Таким образом, введение фосфора и металла в целлюлозный материал происходит одновременно (в результате реакции целлюлозы с соответственным комплексным фосфатом, а не с фосфорной кислотой, как в известных способах).Процесс ведут при температуре 140 С с дальнейшей термообработкой при этой же температуре в вакууме с остаточным давлением 110 1 мл рт. ст., промывкой, сушкой. В качестве исходного материала используют хлопчатобумажную бязь. Обрабатывают бязь предварительно подготовленным и фосфорно- кислым и растворам и и еталлов. убликовано 131970, Б нститут общей и неорганичес Изобретение относится к области химической модификации целлюлозы, в частности получению фосфорсодержащих производных ее. Это связано с ростом интереса к фосфорилированным целлюлозам со стороны техники, так как введение фосфора в состав целлюлозы придает изделиям из нее огнестойкость.Существуют способы фосфор илирования, основанные на взаимодействии целлюлозного материала с производными кислот пяти- и трехвалентного фосфора. Известны методы, при которых фосфорилирование целлюлозного материала производят фосфорной кислотой в присутствии мочевины, а также органическими производными фосфорных кислот, Для этого необходимы целлюлозные материалы, содержащие металлы, обеспечивающие ряд ценных свойств (например, гнилостойкость, светостойкость и др.), В большинстве случаев такие металлсодержащие материалы получают пропиткой целлюлозных материалов производными соответсввующих металлов. При этом металл находится в составе соединений, адсорбированных целлюлозой, Ряд металлов может быть введен путем ионообменной сорбции. Однако в обоих случаях металлы легко удаляются в процессе эксплуатации при мокрых обработках. Введенские таким образом металла в фосфат целлюлозы требует дополнительной операции - химической обра 5 О 5 20 25 ВАННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЪ В результате получают продукты, содержа щие в своем составе металл и фосфор и обладающие первоначальной прочностью,4,76,36,51,19 3,42,12,31,73 3,857,057,7 А 1 1,635,8 5,1 9,6 7,6 8,6 Т 1 4,3 4,0 3,42,3 2,16 Таблица 2 Содержание полифосфата металла в зольном остатке,вес. %: э эох эОхх Вводимый меТаблица 3 талл х оо Ао о э м х оо ьсаоэоо -х э Ф б и х д а э ой о м и О эМ 1ф оао, оИоэ яох оээ аОж 8 х АО ао эа з о,50 6,3 4,9 9,6 5,1 0,560,855,8 4,1 6,4 8,6 7,6 0,1250,1880,310,625 Т 0,16 0,32 0,64 0,80 200 200 200 200 0,610,50,680,83 3,46 10 4,32 2,33 2,002,621,51,4 3,4 2,3 4,3 4,0 2,16 0,19 0,38 1,031,191,92,4 0,16 0,32 0,64 0,80 1,851,732,21,87 7,67,74,67 260 260 260 260 60 4,7 6,5 6,3 0,16 0,64 0,96 300 300 300 3,87,055,1 3,4 2,3 2,1 3Данные анализа приведены в табл. 1,Таблица 1 Пример 1, Обработку целлюлозного материала с целью введения Р и Т 1 (1) или Р и ИЬ (11) проводят следующим образом.Предварительно готовят фосфорнокислые растворы 1 и 2 при 260 С. Затем в полученный фосфорнокислый раствор Т 1 или ИЬ помещают навеску мочевины в весовом соотношении 1: 2 к полученному раствору,фосфата. Обработку ткани проводят при 140 С в течение 30 иин в расплаве, Дальнейшую обработку этих образцов ткани осущеспвляют в вакууме с остаточным давлением 1 10 1 мм рт, ст, при температуре 140 С в течение 30 мин, После этого образцы тщательно промывают горячей и холодной дистиллированной водой до нейтральной реакциями и отрицательной реакции на фосфор в промывных водах. Тщательно смытые образцы сушат на воздухе. Содержание фосфора определяют колориметрическим методом. Содержание металла определяют по зольности, обменную емкость - методом обратного титрования. Как видно из табл. 2, при таком методе фосфорилирования в зависимости от количества вводимого в раствор металла получают продукты с различным содержанием химически связанных фосфора и металла и высокой обменной емкостью. П р и м е р 2, Обработку целлюлозного материала с целью введения А 1 и Р и получения сорбента высокой обменной емкостью проводят следующим образом.Навеску А 1 РО, растворяют в фосфорной кислоте соответственно при температурах 200, 260, 300 С. В результате образуются поли- фосфаты. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Полученные распворы используют для обра. ботки целлюлозного материала, Для этого готовят расплав комплексного фосфата алюминия и мочевины при их весовом соотношении 1: 2. Обработку ткани полученным расплавом проводят при температуре 140 С в течение 30 мин, Дальнейшую термообработку осуществляют при 140 С в вакууме с остаточным давлением 110 1 мм рт. ст. также в течение 30 мин, после чего образцы тщательно отмывают горячей и холодной дистиллированной водой.Содержание фосфора и металла определяют указанными ранее методами.Полученные описанным методом образцы, как видно из табл. 3, обладают высокой обменной емкостью и широким набором содеожания металла и фосфора в зависимости от содержания металла в массе, взятой для пропитки и температуры предварительного нагревания.П р и м е р 3. Обработку целлюлозного материала для введения Р и получения сорбента высокой обменной емкости и огнестойкого материала, не содержащего металла, проводят следующим образом.Определенное количество НаРО 4, например 50 мл, обрабатывают соответственно при температурах 200, 260, 300 С,Полученные таким образом растворы конденсированных фосфорных кислот используюг для обработки целлюлозного материала. Для этого в раствор предварительно термообработанной ткани добавляют в весовом соотношении,2: 1 мочевину. Пропитку ткани проводят полученным таким образом раствором при температуре 90 С в течение 30 мин. Термофиксируют отжатый материал при 140 С в вакууме с остаточным давлением 1 10 - 1 мм рт, ст, в течение 30 мин. Затем образцы тщательно отмывают горячей и холодной дистиллированной водой до нейтральной реакции и отрицательной реакции на фосфор в прорывных водах. Содержание фосфора определяюг колориметрически. Полученные образцы обладают высокой емкостью и широким набором содержания фосфора.Результаты исследования на огнестойкость приведены в табл. 4. Таблица 4 Время, сек Скоростьгорения,см,се к Металл,вес, % Потеря веса, % горениепосле уда- тление посления плаени и ле удаленияпламенимени Модификация Р,вес, % действия пламени Предлагаемый способ 7,5 1010 То же 7,5 10 Известный способ То же0 16 Составитель С. КотоваРедактор Л. Г, Герасимова Техред А. А. Камышникова Корректор Н. С, Сударенкова Заказ 1153/1 Тираж 500 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Материалы, как видно из табл. 4, обладают повышенной огнестой костью, превышающей огпестой кость фосфата целлюлозы, полученного в аналогичных температурных и временных режимах, по известным способам и на базе ортофосфорной кислоты. Предмет изобрете,ния1. Способ получения модифицированной целлюлозы путем обработки целлюлозосодержащих материалов фосфорсодержащими реагентами в присутствии азотсодержащих соединений при нагревании, отличающийся тем,что, с целью улучшения качества целевого продукта, в качестве фосфорсодержащего реагента применяют конденсированные фосфаты в форме кислот или комплексные фос фатыили полифосфаты металлов и полученный при этом продукт подвергают гермообработке под вакуумом.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, чтопроцесс обработки ведут при температуре 10 140 С.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтотермообработку ведут при температуре 140 С и остаточном давлении 110-1 мм рт. ст.