Способ получения ацетатов целлюлозы

Сеез Советских Саралистическик РеспубликОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. саид-ау(22) Заявлено 280778 (21) 2649396/23-05 Р 1)М КЛ с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетС 08 В 3/06 Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Изобретение относится к способамполучения сложных эфиров целлюлозЫ,а именно к способу получения стабильных ацетатов целлюлозы, используемыхв производстве ацетатных волокон ипленок,Известен способ ацетилированияцеллюлозы с использованием в качествекатализаторов солей металлов для получения стабильных ацетатов целлюлозы, например хлористого цинка как вчистом виде, так н в смеси с другими катализаторами 1,Недостатками такого, способа являются применение катализаторов в больших количествах (100-200 от массыцеллюлозы) и необходимость их реге- .нерации.Известен способ получения ацетатовцеллюлозы, включающий этерификацию 20активированной целлюлозы уксуснымангидридом в присутствии катализатора,выбранного иэ группы: Т Сс 4, МСВ,5 ЬСВ и ЬпС 14 Щ,Известный способ дает, выход целевого продукта 60-84, не допускаетповышения температуры выше 40 С, требует использования вредных и огйеопасных растворителей и больших количествкатализатора и не обеспечивает полу чения термостабильных ацетатов целлюлозы,Целью изобретения является повьанение термостабильности и выхода целевого продукта,Поставленная цель достигается тем,что в известном способе полученияацетатов целлюлозы этерификацней активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализаторав качестве последнего используют хлористое железо в количестве 1-10 илисмесь хлористого железа с хлористымфосфором в соотношении 4,4-4,6:;040,6 в количестве 1-5 от массы целлюлозы,Применение указанного катализатора дает возможность более глубокои равномерно провести реакцию этерификации, которая протекает 0,4-10 чпри 40-60 о СП р и м е р 1. Е 10 г целлюлозыдобавляют0,1 г (1) треххлористогожелеза (ХЖ), растворенного в 50 мпуксусной кислоты, реакционную смесьпомещают в стеклянную банку с пришлифованной пробкой и перемешивают. Затем к активированной целлюлозе при20 С приливают 30 мл уксусного ангидрида и переносят в;пробирку емкостью802287 Термостабильность Количество Продолжикатализато- тельность ра,(от реакции, мас сы цел- члюлозы) Номер Катализ аторпримера Удельная вязкость 9,8 0,68 290 5,3 1,0 ХЖ 4,1 0,72 292 5,0 То же 0;72 0,72 3,0 5,0 292 5,0 1,0 290 10 5,1 300 .мл, снабженную механической мешалкой. Пробирку помещают на водянуюбаню и поддерживают температуру 60 оС,Реакционную массу перемешивают, определяя однородность проб. Но достижении гомогенной однородности смесьразбавляют при комнатной температуресмесью 30 мл метиленхлорида и 70 млуксусной кислоты. После перемешивания в течение 15 мин раствор высаждают в горячую воду (70-80 С), Высаженный продукт промывают холодной водойдо нейтральной реакции, высушиваютпри 50 оС до постоянного веса и подвергают испытаниям. Свойства полученных ацетатов целлюлозы (АЦ) приведены в табл. 1,П р и м е р 2.0,3 г (3) ХЖ растворяют в 5,0 мл уксусной кислоты, затем пРоводят активирование целлюлозыи получают АЦ так же,как в примере 1.П р и м е р 3 . 0,5 (5) ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ так же, как в примере 1П р и м е р 4. 1 г (10) ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование и получают АЦ согласно примеру 1,П р и м е р 5. 0,1 г (1) смеси,состоящей иэ 0,09 г ХЖ и 0,01 г пятихлористого Фосфора (ХФ), растворяютв 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ по примеру 1.П р и м е р 6. 0,3 г (3) смеси,состоящей из 0,27 г ХЖ и 0,03 г Хф,растворяют в 50 мл уксусной кислоты,затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ по примеру 1.П р и м е р 7. 0,5 (5) смеси,состоящей из 0,45 г ХЖ и 0,5 г ХФ,растворяют в 50 мл уксусной кислоты,затем проводят активирование целлюлозы и получают. АЦ по примеру 1.П р и м е р 8, 1 г (10) смеси,состоящей иэ О, 9 г ХЖ и О, 1 г ХФ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозыи получают АЦ по примеру 1. Влияние количества катализатора н получаемых продУдельную вязкость 0,5-ного раствора АЦ определяют в смеси метиленхлорида и спирта в соотношении 9:1 прио20 С в вискоэиметре типа ДГс диаметром капилляра 0,73 мм.5 Термостабильность АЦ определяютпо температуре начала изменения цвета в процессе прогрева на воздухе(ГОСТ 12808-67) .Потерю веса определяют с помощью р торэионных весов при прогреве до300 С (через 35-40 мин от начала опыта) после экспозиции на воздухе,В табл, 1 приведены результатыэтерификации целлюлозы и некоторые15 свойства полученных АЦ в присутствииразличных количеств катализатора,Высокая каталитическая активностьХЖ проявляется в присутствии небольших количеств ХФ.20 Некоторые результаты влияния смеси веществ на скорость ацетилирования целлюлозы и свойства полученныхАЦ представлены в табл. 2,Из табл. 2 видно, что с увеличением содеРжания Хф в смеси повышаетсяскорость ацетилирования, но уменьшается удельная вязкость и выходйолучаемого АЦ.При ацетилировании целлюлозы использование смеси ХЖ и Хф при соотношенииЗф 4,5:0,5 достаточно для получения стабильных АЦ,В табл, 3 приведены результатыэтерификации целлюлозы и некоторыесвойства полученных АЦ в присутствииЗЭ различных количеств смеси ХЖ и Хфпри соотношении 4,5: 0,5.Из таблицы 3 видно, что при увеличении количества смеси ХЖ и Хф(при соотношении 4,5;0,5) до 1 ката 40 литическая активность повышается иполучаются стабильные продукты. Оптимальным количеством катализатора является 5 (от массы целлюлозы),Предложенный способ позволяет по.высить выход ацетатов целлюлозы до98-100 от теоретического против 6084 попрототипу и термостабильностьполучаемых образцов на 20 С.оТаблица 1а скорость ацетилирования и качествоуктов начало из- потеря веменения са,цветао С802287 Таблица 2 Влияние соотношения ХЖ и ХФ на скорость ацетилирования и свойства получаемых продуктов Термостабильность Процентное соотношение Продслжитель- Удельная смеси ность реакции вязкостьХЖ хф ч начало измене потеря веса,ния цвета,оС В 0,72 0,72 292 5,0 292 2,2 4,75 0,25 292 0,72 4,5 0,5 1,6 0,71 292 4, 25 0,75 1,3 292 5,2 0,69 0,8 4,0 1,0 3,0 290 0,66 О,2,0 5,0 Деструктирует Т а блица 3 Влияние количества катализаторов на скоросгь ацетилирования и качество получаемых продуктовНомер приКатализа Количествомера тор катализатоТермостабильнось Удельная вязкость Продолжительностьреакции, ч Рах 3 (от массы целлюлозы) начало изменения цвета,0 потеря веса, % 290 5,8 ХЖ и ХФТо же 292.2,8 5,0 292 5,0 1,6 292 5,2 0,4 10 1 - 10 1-10 деструктирует ХФ Не ацетилирует ХЖ железа.с хлористым фосфором в соотно 50 шенин 4,4-4,6:0,4-0,6 в количестве 1-5 от массы целлюлозы. Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 55 1, Роговин З.А. фХимия целлюлозы И Химия, 1972, с. 320. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2510195/23-05,кл. С 08 В 3/06, 22.07.77 (прототип), ВНИИПИ Заказ 10502/28 Тираж 541 Подписное Филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения ацетатов целлюлозы этЕрификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения термостабильности и выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют хлористое железо в количестве 1-10 или смесь хлористого 0,71 0,72 0,72 0,70