Способ получения водорастворимой оксиалкилцеллюлозы Советский патент 1983 года по МПК C08B11/08 

О) N9

СО

05 Изобретение относится к химическо технологии, в частности к способам получения простого эфира целлюлозы, .рлетворймого в. воде, с образованием вязких растворов, которые могут использоваться в качестве высокоэффекзвнвного. стабилизирующего, связующего, клеющего, эмульгирующего и заг щающего соединения в нефтедобывающей химико-фотографической, текстильной и других отраслях народного хозяйств Известен способ получения водорас творимой оксиэтилцеллюлозы путем обработки целлюлозы водным раствором щелочи в среде трет-бутанола с последующим введением окиси этилена, оксиэтилированием продукта, нейтрали зацией и очисткой полученной оксиэтилцеллюлозы f 1 . Недостаток способа тполучения простых эфиров целлюлозы заключается в том, что он не обеспечивает получени продуктов, способных к образованию водных растворов, вязкость которых н снижалась бы во времени в щелочных средах при рН, равном 11-12. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения простого / эфира целлюлозы путем диспергирова-, ния оксиалкилцеллюлозы в среде органического разбавителя с последующей обработкой его водным раствором i щелочи в количестве 0,08 вес.ч. на 1 вес.ч. оксиалкилового эфира и смешиванием с глицидным спиртом в количестве 0,18-1,9 вес, ч. на 1 вес .ч. оксиалкилового эфира при 50-60°С в течение 2-5-х часов. Продукт нейтр)лизуют, промывают и сушат 2, Недостаток известного способа состоит в том, что получаемый этим . методом простой эфир целлюлозы не обладает способностью к образованию водных растворов с вязкостью, не сни жающейся во времени в щелочных средах при рН 11-12. Кроме того., недостатком является многостадийность процесса, связанная с необходимостью выделения оксиалкилцеллюлозы из реакционной смеси, ее промывкой, сушкой,-диспергированием в трет-бутаноле, вторичной обработкой щелочью перед глицидированием с последующим выделением глицеринового эфира оксиалкилцеллюлозы, который нейтрализуют, промываю и сушат известным способом. Целью изобретения явдгтяется получение оксиалкилцеллюлоэы со стабильной вязкостью водных .растворов при рН 11-12. , Поставленная цель достигается что согласно способу получения .водорастворимой оксиалкилцеллюлозы, вклю чаощему оксиалкилирование щелочной. целлюлозы, и .обработку глицидным спиртом, обработку глицидным спиртом проводят через 1-8 ч после начала ок сиалкилирования. Если обработку глицидным спиртом , проводят ранее чем через 1 ч после начала оксианкилирования, 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 исдрльзовать 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 глицидньм спиртом может служить органический разбавитель, инертный по отношению к окиси алкилена и глйцидному спирту, например . трет-бутанол. Способ осуществляют следующим образом. Измельченную или порошкообразную целлюлозу помещают в аппарат, вакуумируют, заливают органическим разбавителем, в среде которого ведут диспергирование- целлюлозы при гидромодуле 20 (10-1| в течение 5-10 мин при 15-25°С. К смеси добавляют при перемешивании в течение 5-30 мин водный раствор (18-25%) едкого натра в количестве, обеспечивающем ма ссовое f весовое ) соотношение.NаОН;целлюлоза 0,10,3 ):1 и ведут обработку целлюлозы щелочью в течение 5-30 мин при 1525 С. К смеси постепенно приливают окись алкилена до соотношения 12 вес.ч. на 1 вес.ч. целлюлозы, нагревают смесь до 40-80с при перемешивании. Через 3-8 ч после начала оксиалкилирования в аппарат добавляют глицидный спирт в количестве 0,25.1 вес.ч. на 1 вес.ч; целлюлозы и ведут им обработку щелочной оксиалкилцеллюлозы и течение 0,5-3-х часов при ЗО-бО С. Перед введением глицидного спирта можно:частично нейтрализовать смесь той же кислотой, что и в конце процесса. По окончании обработки глицидным спиртом проводят нейтрализацию щелочи органической или неорганической кислотой, продукт промывают горячей водой или водно-ацетоновым раствором и сушат. i Из полученного простого эфира целлюлозы готовят 2%-ные водные растворы с различными величинами рН. Вязкости растворов измеряют на вискозиметре. Хепплера {2iO°t) . Вязкость водных растворов простых эфиров -целлюлозы, полученных пр едлагаемым способом, не снижается во времени в щелочной среде при рН 11-12.. Пример. 1 вес.ч. воздушносухой тщательно измельченной целлюлозы диспергируют в смеси, состоящей из 16,88 вес.ч. трет-бутилового спи та и 1,315 вес.ч. воды в течение 5 мин при . 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 актив цию, в течение 15 мин при перемешивании. Затем к смеси добавляют 0,59 йес.ч окиси этилена и ведут pe акцию 1 ч при 80с, после чего к сме си добавляют 0,27 вес.ч. уксусной кислоты, перемешивают суспензию и вв дят по каплям глицидный спирт в виде 50%-ного .раствора в трет-бутаноле, , в количестве 0,25 вес.ч. на 1 вес.ч целлюлозы. Обработку ведут 0,5 ч при . Суспензию нейтрализуют уксусной кислотой, отжимают продукт от жидкой фазы, отмывают смесью ацетон вода {.9:1 и сушат. . Полученная оксиэтилцеллюлоза полностью растворяется в воде, образуя вязкий, водный раствор с вязкостью 2%-ного раствора 300 сПз. Вязкость раствора при рНИ остается без изменения в течение 30 сут. П р и м е р 2. 1 вес.ч. измельчен ной целлюлозы диспергируют в смеси, содержащей 20 вес.ч. трет-бутанола, и 1,3 вес.ч. воды, в течение 20 мин при 20°С. Затем к смеси добавляют раствор едкого натра, содержащий 0,985 вес.ч. воды и 0,277 вес.ч. едкого ндтра, ;: перемоаивают 30. мин при 20°С. К смеси Добавляют ло каплям окись этиленав ко4 ичестве 0,775 вес.ч. и ведут реакцию 2,5 ч при 50°С. К смеси добавляют 0,27 вес уксусной кислоты на 1 вес.ч. целлюлозы, суспензию перемешивают и добавляют 50 %-ный раствор глицидного спирта в трет-бутилбвом спирте в количестве, обеспечивающем соотношение 1 вес.ч. глицидного спирта на 1 вес.ч. целлюлозы. Обработку ведут при перемешивании 3ч при . Щелочь нейтрализуют 70%-Ной фосфорной кислотой, продукт отжимают от жидкой фагйЁл, промывают водным ацетоном и сушат. Полученная оксиэтилцеллюлоза полностью растворяется в воде, образуя 2%-ный водный раствор с вязкостью 250 сПв. Вязкость раствора при рН12 остается без изменения в течение всё го времени хранения. П р и м е р 3. Диспергируют 1 вес. рзмйчьченной целлюлозы в смеси, содержащей 10 вес.ч. трет-бутилового спирта и 0,645 вес.ч.. воды в течение 5 мин при и к суспензии добавляют по каплям при перемешивании раствор 0,3 вес.ч. NaOH 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 добав-ляют 0,3 вес.ч. уксусной кислоты, перемешивают суспензию, вводят 0,8 вес.ч, глицидного спирта в виде 50%-ного pacTBORei в трет-бутаноле и ведут обработку 2 ч при . Щелочь нейтра.лизуют водз;ньам 25%-ным раствором азот- ной кислоты при перемешивании, отмывают продукт водйЬм ацетоном и сушат. Полученная оксиэтилцеллюлоза растворяется в воде, образуя вязкий прозрачный раствор с вя.зкостью 155 сПз (при концентрации 2%)., Вязкость раствора при рН 11 остается без изменения в течение всего времени хранения. Пример 4. Диспергируют 1 вес.ч. порошкообразной, целлюлозы в смеси, состоящей из 3,0 вес.ч. третбутанола и 8,5 вес.ч. гептана в течение 5 мин при . К, смеси постепенно приливают при перемешивак -.и 0,42 вес.ч, 28%-ного водного раствора едкого натра. После перемешивания в течение 30 мин к смеси добавляют 1,8 вес.ч. окиси пропилена, нагревают до и проводят реакцию оксипропилирования В течение 8 ч. Затем к смеси .добавляют 1 вес. ч. глицидного спирта и проводят глицидирование в течение 3-х часов при . Реакционную смесь нейтрализуют уксусной кислотой, продукт про1 ивают горячей водой и рушат. Полученный простой эфир дает 2%-ные водные растворы с вязкостью 80 сПз, которая остается без изменения в течение всего в эемени хранения при рН 12. П р и мер 5. (.известный J 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 едког о 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 извлека}от, промывают смесью ацетон : вода CSslJ и сушат. Вязкость 2%-ного водного раствора простогЬ эфира составляет 200 сПз. При хранений при рН 11 наблюдается снижение вязкости раствора, особенно в первые 4 сут (таблица). Результаты испытаний сведены в таблицу .

710162968

Как видно из таблицы предлагаемая . .строительные растворы Гсвязуюоксиалкилцеллюлоза,благодаря стабиль-щее).

ности вязкости ее водных растворов Применение оксиалкилцеллюлозы, полув щелочной среде, может со значитель-ченной согласно предлагаемому спосоносбольшей эффективностью использот-Ьу, позволит снизить расходные нормы

ваться в таких щелочных водных си- этого важного для народного хозяйстемах, как;, буровые растворы (реагент-ства полимера, по сравнению с изГстабилизатор ), светочувствительныевестной оксиэтилцеллкшозой при пропастьГ (загуститель), цементные ичих равных услевиях.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОЙ 1КСИ АЛКИЛЦЕЛЛКШОЗЫ , включаю- щий оксиалкилирование щелочной целлюлозы и Обработку глицидным спиртом, отличающийся тем, что, с целью получения оксиалкилцеллюлозы со стабильной вязкостью водных растворов при рН 11-12, обработку глицидным спиртом проводят через 1-8 ч после начала оксиалкилирования.