Способ получения порошковогоцеллюлозного материала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТИЗЬСТВУ Союз Советскии Социалистическими Республик(22) Заявлено 18,07,79 (21) 2782751/29-12 с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет -О 21 С 9/00 О 06 М 1/14 Государствеииый комитет СССР по дедам изобретеиий и открытий(53) УДК 676.1.022. 7:661.928.2(088.8) Дата опубликования описания 30,0181 Г.А. Скороход, Г.С. Стучков, Д.С. Петренко, В . Скрипник,Н.К. Лукьянова, С.П. Прусский, Л,П. Ткачева, .М. Гвамова.,С.Г. Богатырев, Ш,Л. Хусаинов, Ф.Ф. Аглиулли , Н.В;Лебедев,Р,М. Шарафутдинов и В.Л. Кубасв(54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИА 11 А Изобретение относится к получению целлюлозного материала кислотным гидролизом целлюлозы для применения его в качестве вспомогательного5 фильтровального вещества при тонкой очистке рассола от примесей в процессе ртутного, мембранного и диафрагменного электролиза.11 ри очистке рассола от кальция, магния, железа и других примесей обычно используют механические фильтры, заполненные песком или мраморной крошкоь, однако современная техника электролиза требует более тонкой степени очистки, что не обеспе чивается традиционными фильтрами.Известен способ получения Фильтрую- .щего порошка кислотным гидролиэом хлопкового волокна при температуре кипения раствора с последующим охлаж О дением, промывкой водой, спиртом и эфиром, высушиванием и измельчением(1.Получаемый этим способом порошок предназначен для колоночной хроматографии. Применение его для фильтрования рассола не обеспечивает предьявляемые к нему требования по прозрачности.Известно также использование в качестве фильтровспомогательных ма териалов целлюлозных порошков марки Арбоцель В % Ю -40 (ФРГ) и марки Солка-флок В В(США), имеющих степень полимеризации в пределах 800-910 и содержание с 6 целлюлозы 87-90,Однако целлюлозный порошок В%-40 не обеспечивает достаточной степени очистки рассола по содержанию кальция, а порошок В%Вимеет низкую скорость фильтрации.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения целлюлозного порошка обработкой хлопковой илн древесной целлюлозы раствором азотной кислоты в течение 30-60 мин при 80-90 С с последуюощей промывкой продукта гидролиза водой до нейтральной реакции, иэмельчением в роллах в водно-щелочной среде с концентрацией соды 0 01- 0,03 Ъ (рН 9,1-9,6) при 25-40 С в течение 10"20 мин, разрыхлением, сушкой, окончательным измельчением в шаровой мельнице и просеиванием. Для использования полученного материала в качестве волокнистого наполнителя обязательной является обработка активирукщнм веществом, например сте 800267ариновой кислотой, на стадии окончательного измельчения. Полученныйэтим способом материал имеет степеньполимеризации 400-500, а содержаниес -целлюлозы 75-88 (2,Недостатком известного способа 5является невысокая эффективность получаемого материала для фильтрованиярассола, а также сложность процесса.Наличие стеариновой кислоты в порошково. целлюлозе делает ее непригоднойдля ,.ильтрования рассола, предназначенного для электролиза, так как оназабивает Фильтровальную перегородкуи попадает в фильтрат. При отсутствии стеариновой кислоты целлюлоза,полученная этим способом, не обладает достаточно хорошими Фильтровальными свойствами, Прозрачность фильтрата составляет всего 92, а наличиекальция в нем достигает 2,6 мг/л.Цель изобретения - повышение фильт:ующих свойств целлюлозного материала, обеспечение использования его длятонкой очистки рассола в процессеэлектролиза и упрощение технологии,Поставленная цель достигается тем, р 5что хлопковую или древесную целлюлозуобрабатывают водным раствором азотной кислоты пр 92-98 С в течениео70-90 мин до степени полимеризации650-800, промывают водой до нейтральной реакции, измельчают в щелочнойсреде при рН 10-11, сушат и повторноизмельчают до размеров частиц 80200 мкм.Сущственнымн отличиями предлагаемого способа являются проведениегидролиза при 92-98 С в течениео/О - 90 мин до степени полимеризации650-800 и измельчение целлюлозы прирН среды 10-11.Этн отличия позволяют изменить 40фракционный состав целлюлозного материала таким образом, что содержаниев нем с -целлюлозы увеличиваетсядо 88-90, степень полимеризацииповышается до 650-800, а зольностьснижается до 0,1.П р и м е р 1, Древесную сульфитную целлюлозу подвергают гидролизу3-ным водным раствором НАВОЗ при92 в течение 90 мин в аппарате принепрерывном перемешивании при соотношении твердой и жидкой фазы 1:10,По завершении процесса гидролизаобработанную целлюлозу отделяют отраствора азотной кислоты, промываютводой до нейтральной реакции. Отмытую Бцеллюлозу в измельчителе обрабатывают раствором кальцинированной соды, имеющим рН 10, затем подвергаютсушке и окончательно измельчают в шаровой мельнице. Измельченный целлщлозный порошок просеивают с цельюудаления грубых фракций, которые вновьнаправляют на сухое иэмельчение.Полученный образец порошковойцеллюлозы исследуют на физико-химические йоказатели и фильтровальные свой-ства.Результаты испытаний приведены втаблице (образец 6).П р и м е р 2. Хлопковую целлюлозу обрабатывают 4-ным водным раствором ННОЕ при 98 С, модуле жидкости 1;10 в течение 70.мин в аппаратепри непрерывном перемешивании. Промытую, как в примере 1, целлюлозуподвергают мокрому иэмельчению прирН 11. Далее продукт измельченияпроходит стадии обработки по примеру 1,Результаты анализа приведены втаблице (образец 7).П р и м е р 3. Хлопковую целлюлозу обрабатывают 3-ным воднымраствором НМ 6 3 при 95 оС в течение80 мин. Дальнейшая обработка осуществляется по примеру 2.Результаты исследования представлены в таблице (образец 8),В таблице представлены также длясравнения результаты испытаний целлюлозных порошков по прототипу (образцы 1 и 2), импортных (образцы3,4 и 5) при фильтрации рассола (намыв слоя 4 кг/м, прозрачность рассо -2ла до фильтрования 65, содержаниеСа до фильтрования 6 мг/л),Согласно требованиям, предъявленным к рассолу, поступающему наэлектролиз, фильтрование должно обес.печить следующие основные показатели: для ртутного электролиза с металлоокисными анодами - прозрачность(по фЭК) не менее 99, содержаниежелеза не более 0,1 мг/л, органические примеси не более 5 мг/л; длядиафрагменного электролиза - прозрачность,;е менее 98, содержание кальция не более 5 мг/л, магния не болеемг/л, железа не более 0,2 мг/лдля мембранного электролиза - прозрачность не менее 99, содержание кальция не более 0,3 мг/л, магния не более 0,1 мг/л, железа не более0,05 мг/л.Как видно иэ таблицы, порошковаяцеллюлоза, полученная по предлагаемому способу, обладает более высокимифнльтрующими свойствами, соответствует (при высокой скорости фильтрования) всем требованиям, предъявляемымк рассолу ртутного электролиза с графитовыми или металлоокисными анодами,диафрагменного и мембранного электролиза.800267йСодержание СаФ+ мг/л Образец Прозрачность по ФЭК У а Наименование образцаи его характерис- тика Скорость фильтрования, мам ч . Волокна =ый наполнитель ОСТ 84-113875; температурагидролиза 90 С, времягидролиза 60 мин,степень полимеризации500, размер зереностаток на сите 9 016не более 40, на ситеР 04 не более 4,рН среды при мокромизмельчении 9,6 5,4 а 7 0,7 То же, беэ стеариновой кислоты 29 98 2,6 Порошковая целлюлоз аВЮ - 40США) 30 1,6 Порошковая целлюлозаВМЧ Ч - 40 ФРГ) 7,2 1,4 Порошковая целлюлозаЯпония),температура гидролиза 100 С, время гидролиэа 20 мин 12 0,9 Порошковая целпюлоэафильгровспомогатель, полученная по предлагаемой технологии;температура гидролиэа 92 С,. О время гидролиэа 90 мин степень полимериэации 800, рН среды при мокром измельчении 10, размер зерен 80-200 мкм 28 100 0,3 То же, температура гидролиза 98 С, время гидролиэа 70 мин, степень полимериэации ф 50, рН среды примокром измельчении 11 28 100 Ок 2 0,18 100 То же, температура гидролиза 95 ОС, время гидролиэа 80 мин, степень полимериэации 780, рН среды полимериэации 780, рН среды при мокром измельчении 11 29800267 Формула изобретения Составитель О. МаслаченкоТехред М. Голинка, Корректор Г,Назарова Редактор Е.Кинив Заказ 10335/29 ТиРаж 418., Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, .Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Цатентф,г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1, Способ получения порошкового целлюлозного материала путем обработки древесной или хлопковой целлюлозы водным раствором азотной кислоты,промывки водой до нейтральной реакции, измельчения ее в щелочной среде, сушки с последующим измельчением и просеиванием, о т л и ч а ю щ и й. - с я тем, что, с целью улучшения фильтрующих свойств материала, обеспечивающих возможность использования его для тонкой очистки рассола в процессе электролиза, обработку целлюлозы кислотой ведут при температуре 92-9 ОС в течение 70-90 мин до степени полимериэации 650-800, а измельчение ее в щелочной среде при рН среды 10-11.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что измельчение целлюлозы после сушки проводят до размера частиц 80-200 мкм. Источники информации,принятме во внимание при экспертизе10 1. Патент Японии 9 1769/58,