Способ получения водорастворимой оксипропилцеллюлозы

О П И С А Н И Е 8972ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо делам иаобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения 1Снечкуса Каунасский политехнический институт им. Антанаса(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОЙ ОКСИПРОПИЛЦЕЛЛЮЛО 31 Изобретение относится к получению водорастворимых производных целлюлозы и может быть использовано при получении эагустителей и эмульгаторов для текстильной, электротехнической,М3 целлюлознобумажной, атомнои и других областей промъпдленности.Известен способ получения оксипропильных производных целлюлозы, который включает обязательные стадии при"0 готовления щелочной целлюлозы, ее созревания, алкилирования в среде щелочи или органических оснований, нейтрализации едкого натра и удаления солей из полупродукта или водораст 15 воримого производного целлюлозы (13Способ является многостадийным и длительным.Наиболее близким к предлагаемомуспособу ио технической сущности и достигаемому результату является способ оксипропилирования целлюлозы в присутствии органического основаниятриэтиламина, Согласно данному способу в первой стадии получают щелочную целлюлозу, во второй удаляютщелочь из активированной целлюлозыпромывкой, в третьей и четвертойвытесняют воду ацетоном и алкилируютцеллюлозу трехкомпонентной алкилирующей смесью - окись пропилена:триэтиламин: вода (1:0,5;0,5) при15-30 С 21,Недостатками известного способаявляются многостадийность, применение в процессе органических растворителей, большое количество промывныхвод и значительные трудности привыделении оксипропилцеллюлоэы, не содержащей неорганических примесей .Основная причина указанных недостатков применение в процессе едкогонатра.Цель изобретения - упрощение и ускорение процесса.Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу получения водооастворимой оксипропилцелпюлоэы ал 897772килированием целлюлозы окисью пропилена, в присутствии катализатора,обеззоленную целлюлозу предварительнообрабатывают смесью жидкого аммиакаи диметилбензиламина при их соотношении 22,6-85,3:14,7-53,2, а алкилирование проводят после отгонкиаммиака при 25-35 С смесью 5,55,6 моль окиси пропилена и 2,72,8 моль воды на одно ангидроглюкозидное звено (АГЗ) целлюлозы.П р и м е р 1. 1 О г воздушно-сухойобеззоленной сульфитной целлюлозыдля искусственного волокна обрабатывают смесью жидкого аммиака и диметилбензиламина (2,79 моль на АГЗ цел"люлозы) модуль 10 при помешиваниив течение 10 мин, аммиак отгоняютпри повышении температуры реакциононой смеси до 20 С и добавляют смесьокиси пропилена и воды, соответственно 5,58 и 2,79 моль на АГЗ целлюлозы. Алкилирование при периодическомпомешивании проводят в течение 48 чпри 35 С. Полученная оксипропилцеллюлоза (ОПЦ) полностью растворимав воде. Кинематическая вязкость2- и 1 -ного растворов очищенныхОПЦ 1 изопропиловый спирт: эфир 3."1)составляет 55,2 и 12 сСт (20 С соответственно. Зольность продукта соответствует зольности исходной целлюлозы.П р и м е р 2, Получение ОПЦ аналогично примеру 1, В качестве цел"люлозного материала применяют разрыхленную обезэоленную (О,ОЗзолы)фильтровальную бумагу (ТУ 6-09-167877).Получают полностью водорастворимую ОПЦ с зольностью, соответствующей исходной целлюлозе,П р и м е р 3. Получение ОПЦаналогично примеру 1. лишь диметилбензиламин заменяют эквивалентнымколичеством триэтиламина. Растворимость полученного продукта в воде32 .П р и м е р 4. Получение ОПЦ аналогично примеру 3. Продолжительность.алкилирования 144 ч, Растворимостьполученного продукта в воде 42 .П р и м е р 5. Получение ОПЦ аналогично примеру 1, Алкилированиеопроводят в течение 72 ч при 25 С.Полученная ОПЦ на 99,8 растворимав воде. Кинематическая вязкость2- и 1 -ного растворов очищенной ОПЦосоставляет 45,2 и 9,2 сСт (20 С)со О ответственно. Зольность продукта соответствует зольности исходнойцеллюлозы,П р и м е р б. Получение ОПЦ аналогично примеру 5. Продолжительность алкилирования 48 ч. Растворимость полученного продукта в воде95,6 .П р и м е р 7. 1 О г воздушно- сухой обеззоленной сульфитной целлюлозы для искусственного волокна обрабатывают жидким аммиаком (модуль10) втечение 10 мин и после отгонки 90-92 аммиака добавляют диметил 1 Б бензиламин (2,79 моль на ЛГЗ целлюлозы). После окончания отгонки аммиака добавляют смесь окиси ппопиленаи воды, соответственно 5,58 и2,79 моль на ЛГЗ целлюлозы. Алкилирование при периодическом помешивании проводят в течение 48 ч при 85 С.Полученная ОПЦ на 99,6 Е растворимав воде.Кинематическая вязкость 2- и1 -ного растворов в воде при 20 Су 39,2 и 8,8 сСт соответственно, Зольность ОПЦ соответствует зольностиисходной целлюлозы,П р и м е р 8, 10 г воздушносухой сульфитной целлюлозы для искусственного волокна р течение0 мин30обрабатывают диметилбензиламином(2,79 моль на АГЗ целлюлозы) послечего добавляют смесь окиси пропилена и воды (5,53 и 2,79 моль на АГЗцеллюлозы). Алкилирование при периодическом помешивании проводят в течение 48 ч при 35 С. Растворимостьполученного продукта в воде 84 .,П р и м е р 9, 10 г воздушно-сухой сульфитной целлюлозы для искусст 40венного волокна обрабатывают жидкимаммиаком в течение 1 О мин (модуль10), аммиак удаляют обработкой горячей водой, воду вытесняют ацетоном.Алкилирование проводят после добавлен ния реакционной смеси - окись пропилена: диметилбензиламин:вода (5,58;2,79".2,79 моль на АГЗ) при 35 С в течение 48 ч. Растворимость полученногопродукта в воде 862.ф 0 Как видно из приведенных примеровводорастворимые продукты (100-99,6 )получены при обработке исходной целлюлозы смесями жидкого аммиака сдиметилбензиламином и последующим,И алкилироваиием окисью пропилена вприсутствии воды (примеры 1, 2, 5 и 7)Оптимальными условиями проведенияпроцесса для получения водораствори(3,3) ,77 у 4 99 6 Таблица 2 Промывки водой Образец Зольность,7 Исходный обеззоленный фильтр 0,034 Нет Оксипропилцеллюлоэа по примеру 1 0,043 Нет Оксипропилцеллюло- ", Промывка щелочной целлюза по прототипу лозы водонроводной водой 0,09 То же Промывка щелочной целлюлозы промышленной водой 0,177(жесткость 5-6 мг/экв/л) мых продуктов является продолжительность реакции 48-72 ч. при температуре 25-850 и соотношении реагентов 1 ф 0,5:0,5 моль. Использование вместо диметилбенэиламина триэтиламина (прототип) или активация целлюлозы аммиаком (примеры 8 и 9) не приводит к получению полностью водорастворимой ОПЦ. В предлагаемых условиях синтеза зольность целлюлозы ие повышаетсяСодержание аммиака в смеси зависит от воэможностей аппаратурного оформления процесса. При тщательном .перемешивании целлюлозы со смесью достаточно практически равных количеств аммиака и диметилбеиэиламина нижний предел может быть достигнут лишь при отгонке избыточного аммиака. В конечном итоге видно, что в исследованном интервале состава, смеси изменение количества аммиака не оказывает существенного влиянияна растворимость продукта. Как видно из данных табл. 2 отсуФ- ствие стадий приготовления щелочной целлюлозы и промывки ее водойпозволяет получить продукт по предлагаемому способу с минимальным количеством эолы, Наличие стадий мерсе- ризации и промывки щелочной целлюлозы водой повьппает зольность продукта не меньше чем в два раза. Еще большее количество золы обнаруживается в продукте, при получении которого применялись промывки промьппленной во 55 дой средней жесткости.Предлагаемый способ позволяет полностью избежать отходов аммиака путем кондечсации его паров и многоВлияние смеси аммиака и ДИВА нарастворимость оксипропилцеллюлоэыпредставлено в табл. 1,Таблица 1 П р и м е ч а н и е: КоличествоДИВА 2,79 моль на АГЗ целлюлозы,условия алкилирования как в примере 1.20 Влияние способа получения на зольность оксипропилцеллюлоэы приведено в табл. 2. кратного использования в замкнутом цикле. В свою очередь, замена щелочи при обработке целлюлозы исключает загрязнение окружающей среды сточными водами. Проведение процесса получения ОПЦ в отсутствие неорганических соединений позволяет получить продукты с зольностью, равной исходной, без дополнительной трудоемкостной очистки, Последний факт особенно важен при использовании растворов ОПЦ в условиях радиации (отсутствии остаточной радиоактивности)Формула изобретенияСпособ получения водорастворимой оксипропилцеллюлозы алкилированием897772 82,8 моль воды на одно ангидроглюкозидное звено целлюлозы. целлюлозы окисью пропилена в присутствии катализатора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения и ускорения процесса, обеззоленную целлюлозу предварительнообрабатывают смесью жидкого аммиака и диметилбензиламина при их соотношении 22,6-85,3:14,7-53,2, а алкилирование проводят после отгонкиаммиака при 25-35 С смесью 5,55,6 моль окиси пропилена и 2,7 Источники информацииВ принятые во внимание при экспертизе1, Бытенский В,Я. Кузнецова Е,П,Производство эфиров целлюлозы. 11.,, "Химия", 1974, с, 5.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2410976/23-05,кл. С 08 В 11/08, 1977 (прототип)Заказ 11870/33 Тираж 511ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал П 11 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Т. ИартинскаяРедактор Л, Веселовская Техред С.Мигунова , Корректор У, Пономаренко