СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛОКСИПРОПИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 1998 года по МПК C08B11/08 

Изобретение относится к получению водорастворимых производных целлюлозы и может быть использовано при получении загустителей и эмульгаторов для текстильной, целлюлозобумажной промышленности.

Известен способ получения метилоксипропилцеллюлозы путем обработки целлюлозы водным раствором едкого натрия, отжима, измельчения, предсозревания, оксипропилирования и метилирования (SU, авт.св. N 397519, кл. C 08 B 11/02, 1971).

Это техническое решение принято авторами за прототип, оно же является базовым объектом.

Недостаток известного способа заключается в низкой реакционной способности целлюлозы, что приводит к образованию гель-частиц и волокон в готовом продукте, снижающем эксплуатационные свойства метилоксипропилцеллюлозы. Гель-частицы - это фрагмент недопрореагировавшей целлюлозы.

Согласно изобретению при обработке целлюлозы водным раствором щелочи в раствор вводят трехкомпонентный усилитель реакционной способности целлюлозы, состоящий из мочевины, тиомочевины и диэтиленгликоля при следующем их содержании на 100 мас.ч. целлюлозы, мас. ч.:
Мочевина - 1,25 - 4,14
Тиомочевина - 1,25 - 4,14
Диэтиленгликоль - 1,04 - 10,34
Отличие предложенного технического решения заключается в том, что на стадии обработки целлюлозы водным раствором щелочи в раствор вводится трехкомпонентный усилитель реакционной способности целлюлозы, состоящий из мочевины, тиомочевины и диэтиленгликоля. При действии на целлюлозу водного раствора щелочи с усилителем реакционной способности целлюлозы происходит разрушение структуры целлюлозы. Макромолекулы отделяются друг от друга, водородные связи между гидроксильными группами разрушаются. При этом увеличивается пористость целлюлозы, а вместе с тем и доступ алкилирующей смеси хлорметила и оксипропилена к гидроксильным группам целлюлозы, что приводит к увеличению реакционной способности целлюлозы.

Предложенный способ осуществляется следующим образом:
Пример 1. В мерсеризационный пресс загружается 300 кг сульфатной предгидролизной целлюлозы, затем подается 5 м³ 41%-ного раствора щелочи, содержащего 3,75 кг (1,25 мас.ч.) мочевины, 3,75 кг (1,25 мас.ч.) тиомочевины и 3,12 кг (1,04 мас. ч.) диэтиленгликоля.

Мерсеризация проводится в течение часа при температуре 18^oC. После слива едкого натра щелочная целлюлоза отжимается от избытка щелочи до кратности 3. Давление отжима 160 кгс/см². Из мерсеризационного пресса отжатая целлюлоза поступает в предварительный разрыватель, а затем в измельчитель. После измельчителя щелочная целлюлоза поступает в предсозреватель, где происходит деструкция щелочной целлюлозы при температуре 40^oC в течение часа. Метилирование и оксипропилирование щелочной целлюлозы осуществляется в алкиляторе. В алкилятор подается 51,7 кг окиси пропилена и 420 кг хлорметила. Процесс ведется первые 2,5 ч при температуре 40 - 60^oC, а затем реакционная масса подогревается до температуры 50 - 80^oC и процесс протекает в течение 6 ч при давлении в алкиляторе н/б 1,8 МПа (18 кгс/см²).

По окончании синтеза суспензия метилоксипропилцеллюлозы трехкратно промывается обессоленной водой для отделения примесей. Затем отжимается на центрифуге и сушится при температуре 90^oC.

Полученная предлагаемым способом метилокспропилцеллюлоза содержит 27 - 30% метоксильных групп, 4,0 - 7,5% оксипропильных групп, растворяется в холодной воде.

Эмпирическая формула:
[C₆H₇O₂(OH)₃ - (m+n) (CH₂CHOHCH₃)_m(OCH₃)_n]_q,
где q - степень полимеразации;
n - степень замещения по метоксилам (n = 1,5 - 2,0);
m - степень замещения по оксипропильным группам (m = 1).

Результаты исследований на содержание гелей и волокон в метилоксипропилцеллолозе представлены в таблице.

Пример 2. Условия проведения по примеру 1, мас. ч.:
Мочевина - 3,0
Тиомочевина - 3,0
Диэтиленгликоль - 6,0
Пример 3. Условия проведения по примеру 1, мас. ч.:
Мочевина - 4,14
Тиомочевина - 4,14
Диэтиленгликоль - 10,34
Пример 4. Условия проведения по примеру 1, мас. ч.:
Мочевина - 1,0
Тиомочевина - 1,0
Диэтиленгликоль - 0,9
Пример 5. Условия проведения по примеру 1, мас. ч.:
Мочевина - 4,5
Тиомочевина - 4,5
Диэтиленгликоль - 11,0
Пример 6. Условия проведения по примеру 1 без добавок усилителя (по известному способу).

Анализ табличных данных показывает, что введение усилителя реакционной способности целлюлозы в раствор щелочи позволяет исключить гель-частицы и снизить количество волокон с 0,8 до 0,15% в метилоксипропилцеллюлозе.

Использование: получение загустителей и эмульгаторов для текстильной, целлюлозобумажной промышленности. Сущность изобретения: целлюлозу мерсеризируют водным раствором щелочи, содержащим на 100 мас.ч. целлюлозы 1,25 - 4,14 мас. ч. мочевины, 1,25 - 4,14 мас.ч. тиомочевины и 1,04 - 10,34 мас.ч. диэтиленгликоля. Затем отжимают, измельчают, проводят предсозревание, метилирование и оксипропилирование. 1 табл.

Способ получения метилоксипропилцеллюлозы мерсеризацией целлюлозы водным раствором щелочи, отжимом, измельчением, предсозреванием, метилированием и оксипропилированием, отличающийся тем, что на стадии мерсеризации в раствор вводят трехкомпонентный усилитель реакционной способности целлюлозы, состоящий из мочевины, тиомочевины и диэтиленгликоля при следующем их содержании на 100 мас.ч. целлюлозы, мас.ч.:
Мочевина - 1,25 - 4,14
Тиомочевина - 1,25 - 4,14
Диэтиленгликоль - 1,04 - 10,34е