Способ получения водорастворимой оксиалкилцеллюлозы

ОЮ (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХеоамлюиаюкРЕСПУБЛИК 16296Эа) С 08 В 11/08 ГОСУДа СТВЕНКЫй КОПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ О ОБРЕТЕНИЕЛЬСТВУ ИСА Е ИСВИДЕТ(54) (57) СПОСО РИМОЙ, 0 КСИАЛКИ щий оксиалкилир- люлозы и обрабо отличаю целью получения со стабильнойров при рн 11- ным спиртом про сле начала окси,8(088,орское с л, С .08 идетельство СССРВ 11/08, опублик. 451 убл Заявка ФРГ В07 В,11/08,75 (про-. рьевВ 17Егорова А, КарпоВ. Прок широков н.и А. А. ) ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВО ЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включаюование целочной целтку глицидным спиртом ц и й с я тем, что, соксиалкилцеллюлозы язкостью водных раство 2, обработку глицид" водят через 1-8 ч поалкилирования.Если обработку глицидным спиртом, проводят ранее чем через 1 ч после начала оксиалкилирования, то не достигается полнота растворимости простого эфира в воде. Удлинение, периода оксиалкилирования свыше 8 ч не имеет практического смысла и приведет к деструкции продукта.В качестве исходной целлюлозы можно исцользовать древесную или хлопковую целлюлозу в мелковолокнистом или порошкообразном виде.В качестве окиси алкилена можно применять, например, окись этилена или пропилена.Средой для оксиалкилирования и обработки глицидным спиртом может служить органический разбавитель, инертный по отношению к окиси алки- лена и глицидному спирту, например трет-бутанол.Способ осуществляют следующим образом.Измельченную или порошкообраэную целлюлозу помещают в аппарат, вакуумируют, заливают органическим разбавителем, в среде которого ведут диспергирование целлюлозы при гидромодуле 2010-1) в течение 5-10 мин при 15-25 ОС. К смеси добавляют при перемешивании в течение 5-30 мин водный раствор 18-25) едкого натра в количестве, обеспечивающем массовое весовое ) соотношение.йаОН; целлюлоза 0,1- 0,3):1 и ведут обработку целлюлозы щелочью в течение 5-30 мин при 15- 25 фС. К смеси постепенно приливают ,окись алкилена до соотношения 1- 2 вес,ч. на 1 вес.ч. целлюлозы, нагревают смесь до 40-80 С при перемешивании. Через 3-8 ч после начала оксиалкнлирования в аппарат добавляют глицидный спирт в количестве 0,25- .1 вес.ч. на 1 вес.ч. целлюлозы и ведут им обработку щелочной оксиалкилцеллюлозы в течение 0,5-3-х часов при 30-60 фС. Перед введением глицидного спирта можно. частично нейтрализовать смесь той же кислотой, что и в конце процесса.По окончании обработки глицидный спиртом проводят нейтрализацию щелочи органической или неорганической кислотой, продукт промывают горячей водой или водно-.ацетоновым раствором и сушат.Из полученного простого эфира целлюлозы готовят 26-ные водные растворы с различили величинами рН. Вязкости растворов измеряют на вискозиметре, . Хепплера 20 С). Вязкость водных растворов простых эфиров целлюлозы, полученных предЛагаемым способом, не снижается во времени в щелочной среде при рН 11-12.П р и м е р 1. 1 вес.ч. воздушно- сухой тщательно измельченной целлюлозы диспергируют в смеси, состоящей Изобретение относится к химическойтехнологии, в частности к способамполучения простого эфира целлюлозы,растворимого в. воде, с образованиемвязких растворов, которые могут использоваться в качестве высокоэффективного.стабилизирующего, связующего, клеющего, эмульгирующего и загущающего соединения в нефтедобывающей,химико-фотографической, текстильнойи других отраслях народного хозяйстваОИзвестен способ получения водорастворимой оксиэтилцеллюлозы путем обработки целлюлозы водным растворомщелочи в среде трет-бутанола с последующим введением окиси этилена, 15оксиэтилированием продукта, нейтрализацией и очисткой полученной оксиэтилцеллюлозы 1 1.Недостаток способа получения простых эфиров целлюлозы заключается втом, что он не обеспечивает получение,продуктов, способных к образованиюводных растворов, вязкость которых неснижалась бы во времени в щелочныхсредах при рН, равном 11-12. 25Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ получения простогоэфира целлюлозы путем диспергирова-,ния оксиалкилцеллюлозы в среде органического разбавителя с последующей обработкой его водным растворомщелочи в количестве 0,08 вес.ч, на1 вес,ч. оксналкилового эфира и смешиванием с глицидным спиртом в количестве 0,18-1,9 вес.ч. на 1 вес.ч.оксиалкилового эфира при 50-60 ОС в 35течение 2-5-х часов. Продукт нейтрализуют, промывают и сушат 2 3.Недостаток известного способа состоит в том, что получаемый этимметодом простой эфир целлюлозы не 4 Ообладает способностью к образованиюводных растворов с вязкостью, не снижающейся во времени в щелочных средахпри рН 11-12. Кроме того,недостаткомявляется многостадийность процесса, 45связанная с необходимостью выделенияоксиалкилцеллюлозы из реакционнойсмеси, ее промывкой, сушкой, диспергированием в трет-бутаноле, вторич-.ной обработкой щелочью перед глицидированием с последующим выделениемглицеринового эфира оксналкилцеллюлозы, который нейтрализуют, промываюти сушат известным способом,Целью изобретения является полу.чение оксиалкилцеллюлозы со стабильной вязкостью водных .растворов прирН 11-12.Поставленная цель достигается таей,что согласно способу получения .водорагтворимой оксиалкилцеллюлозы, вклю- бОча ющему оксиалкилирование щелочной.целлюлозы, и обработку глициднымспиртом, обработку глицидным спиртомпроводят через 1-8 ч после начала оксиалкилирования,65из 16,88 вес.ч. трет-бутилового спир- . та и 1,315 вес.ч. воды в течение 5 мин при 25 С. К образовавшейся суспензии добавляют по каплям водный раствор, состоящий из 0,985 вес,ч воды и 0,278 вес.ч. едкого натра на 1 вес.ч. целлюлозы и проводят активацию.в течение 15 мин при перемешивании. Затем к смеси. добавляют 0,59 вес.ч; окиси этилена и ведут ре-. акцию 1 ч при 80 С, после чего к сме си добавляют 0,27 вес.ч. уксусной кислоты, перемешивают суспензию и вводят по каплям глицидный спирт в виде .50-ного .раствора в трет-бутаноле в колиЧестве 0,25 вес,ч. на 1 вес.ч. 15 целлвлозы. Обработку ведут 0,5 ч при 50 ОС. Суспензию нейтрализуют уксусной кислотой, отжимают продукт.от жидкой фазы, отмывают смесью ацетон: вода (,9:1 1 и сушат. 20Полученная оксиэтилцеллюлоза полностью растворяется в воде, образуя . вязкий, водный раствор с вязкостью 2-ного раствора 300 сПз. Вязкость раствора при рН 11 остается без из менения в течение 30 сут.П р и м е р 2. 1 вес.ч, измельченной целлюлозы диспергируют в смеси, содержащей -20 вес.ч. трет-бутанола, и 1,3 вес.ч, воды, в течение 20 мин при 20 ОС. Затем к смеси добавляют раствор едкого натра, содержащий 0,985 вес,ч, воды и 0,277 вес.ч. едкого натра, перемешивают 30 мин при 20 С. К смеси добавляют ло каполям окись этилена в количестве 0,775 вес,ч. и ведут реакцию 2,5 ч при 50 ОС. К смеси добавляют 0,27 вес.ч. уксусной кислоты на 1 вес.ч, целлю- . лозы, суспензию перемешивают и добавляют 50-ный раствор глицидного 40 спирта в трет-бутилбвом спирте в количестве, обеспечивающем соотношение 1 вес.ч. глицидного спирта на 1 вес,ч, целлюлозы, Обработку ведут, при перемешивании 3 ч при 30 С. Ще лочь нейтрализуют 70-ней фосфорной кислотой, продукт отжимают от жидкой Фа="Й, промывают водным ацетоном и сушат.50Полученная оксиэтилцеллюлоза полностью растворяется в воде, образуя 2-ный водный раствор с вязкостью 250 сПв, Вязкость раствора при рН 12 остается без изменения в течение все- го времени хранения.П р и м е р 3, Диспергируют 1 вес.ч. язмИльченной целлюлозы в смеси, содержащей 10 вес,ч. трет"бутилового спирта и 0,645 вес,ч воды в течение 5 мин при 20 ОС и к суспензии до- О 0 бавляют по каплям при перемешивании раствор 0,3 вес.ч. МаОН в 0,72 вес.ч. воды.После перемешивания в течение 20 мин при 15 С.к смеси добавляют 0,95 вес.ч, окиси этилена и ведут реакцию 5 ч при 30 С. К смеси добавляют 0;3 вес.ч. уксусной кислоты, ,перемешивают суспензию, вводят 0,8 вес.ч. глицидного спирта в виде 50-ного раствора в трет-бутаноле и ведут обработку 2 ч при 45 С, Щелочь нейтра-. ,лизуют водным 25-ным раствором азот- ной кислоты при перемешивании, отмывают продукт водным ацетоном и сушат. Полученная оксиэтилцеллюлоза растворяется в воде, образуя вязкий прозрачный раствор с вязкостью 155 сПз (при концентрации 2 ) Вязкость раствора при рН 11 остается без изменения в течение всего времени хранения.П р и м е р 4. Циспергируют 1 вес.ч. порошкообразной. целлюлозы в смеси, состоящей из 3,0 вес.ч. трет- бутанола и 8,5 вес,ч. гептана в течение 5 мин при 20 С. К,смеси постепенно приливают при перемешиваг:и 0,42 вес.ч, 28-ного водного раствора 1едкого натра, После перемешивания в течение 30 мин к смеси добавляют 1,8 вес.ч. окиси проиилена, нагрева- ют до 70 С и проводят реакцию оксиопропилирования в течение 8 ч . Затем к смеси .добавляют 1 вес.ч. глицидного спирта и проводят глицидирование в течение 3-х часов при 60"С. Реакционную смесь нейтрализуют уксусной кислотой, продукт промывают горячей водой и сушат. Полученный простой эфир дает 2-ные водные растворы с вязкостью 80 сПз, которая остается без изменения в течение всего вРемени хранения.при рН 12.П р и м е р 5.известный ) 1 вес.ч, водорастворимой оксиэтилцеллюлозы суспендируют в 10 вес,ч. трет-бутанола, содержащего 1,36 вес.ч. воды, в течение 20 мин при 20 С, Затем к смеси добавляют 1 вес.ч, 8-ного водного раствора едкого натра, (который является катализатором реакции глицидирования) и перемешивают смесь 15 мин при 20 С, К смеси добавляют 0,8 вес.ч глицидного спирта и перемешивают при 55 С в течение 3-х часов. Щелочь нейтрализуют фосфорной кислотой, продукт извлекаот, промывают смесью ацетон: вода 9:1) и сушат. Вязкость 2-ного водного раствора простогб эфира составляет 200 сПз. При хранении при рН 11 наблюдается снижение вязкости раствора, особенно в Первые 4 сут ,таблица ).Результаты испытаний сведены в таб" лицуе1016296 иЖО дохюнцхоэхбФ ЙЮ м о о гч м сР м д Й о о Д й .цх.о М)Ф О о о о . а м (ч Ю о ъ х й не о Ы Р Я Д до б 6 х Ф. х о б О Фй Ий Ю х й1016296 Составитель Т. МартинскаяТехред Ж, Кастелевич Корректор Е, Рошко Редактор Н. Рогулич Заказ 3314/23 Тираж 494ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филфл ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 (т ю.Как видно из таблицы предлагаЕмая . , строительные растворы 1 связуюоксиалкилцеллюлоза,благодаря стабиль- щее).ности вязкости ее водных растворов Применение оксиалкилцеллюлозы, поду.- в щелочной среде, может со значитель- ченной согласно.предлагаемому спосо" носбольщей эффективностью использот бу, позволит снизить расходные нормы ваться в таких щелочных водных си этого важного для народного хозяйстемах, каК буровые растворы реагент- ства полимера, по сравнению с из,стабилизатор ), светочувствительные вестной оксиэтилцеллюлозой при пропасты загуститель ), цементные и чих равных условиях,