Термостабильиые частично гидролизованные ацетобутираты целлюлозы используются Б производстве пластмасс. Для получения ацетобутиратов целлюлозы, обладающих хорошими механическими качествами, необходимо удаление из эфира сульфотрупп, которые вступают в молекулу целлюлозы при ацилировании, поскольку серная кислота - один из наиболее широко используемых катализаторов ацилирования, а также частичное омыление эфира, с тем чтобы продукт содержал 0,1-0,5 свободных гидроксильных групп на элементарное звено. Поэтому гидролиз является важной стадией в приготовлении термостабильных ацетобутиратов целлюлозы..
Известен гидролиз уксусной кислотой при концентрации кислот 88-98%, однако на его осуществление требуется значительная затрата времени.
Для экономии времени и получения продукта высокого качества предложено гидролиз ацетобутирата проводить в две стадии.
На первой стадии к полученному после этерификации сиропу добавляют разбавленную уксусную кислоту в таком количестве, чтобы концентрация кислот в ванне составляла 98- 99,5%, и затем смесь выдерживают при температуре 55-65°С в течение 1-3 час.
Вторую стадию гидролиза осуществляют в том же аппарате, добавляя такое количество 50%-ной уксусной кислоты, чтобы концентрация кислот составила 90-92%, и выдерживая смесь при 55-65° в течение времени необходимого для получения определенного количества свободных гидроксильных групп.
Сочетание З-гос гидролиза при 98-99%-ной концентрации кислот и 7-час при 92%-ной концентрации дает возмол ность понизить содержание сульфогрупп до 0,002-0,004 и повысить содержание свободных гидроксильны.ч групп до 0,12-0,14 на молекулярное звено и сохранить удельную вязкость продукта.
Недостижимость указанного эффекта при проведении процесса в одну стадию иллюстрируется графиками.
На фиг. 1-3 показано влияние концентрации кислот в гидролизной ванне соответственно на скорость омыления связанной HoSOi; на образование свободных гидроксильных групп; на удельную вязкость продукта.
Из графиков видно, что к 10 час гидролиза при 90-92%-ной концентрации кислот в ванне содержание связанной серной кислоты выше 0,01%, и для уменьшения этого количества время быть увеличено.
При 98-99,5%-ной концентрации кислот содержание связанной серной кислоты уже к 3 час. гидролиза ниже 0,01%. Но продукт не содержит достаточного количества свободных гадроксильных групп даже к 10 час.
Увеличение же времени гидролиза в этих условиях более 3 час приводит к заметному
снижению удельной вязкости продукта (кривая б, фиг. 3).
Пример 1. 25 г хлопковой целлюлозы активируют ледяной уксуспой кислотой, нагретой до 80-90°С в соотношении 1 : 0,5 в течение 2,5 час при температуре 40-45°С. Затем массу охлаждают до 25-24°С и к ней постепенно в течение 10-15 мин при непрерывном перемешивании добавляют ацилирующую смесь, охлажденную до 14-15°С, следуюш,его состава (в г):
Масляный ангидрид100
Уксусный ангидрид16
Метнленхлорид132
Серная кислота 100%-ная0,125
Хлорная кислота 100%-ная0,061
Полученную смесь перемешивают ори температуре до 30°С до образования прозрачного сиропа. К сиропу добавляют 18,5 мл 50%-ной уксусной кислоты для омыления непрореагировавших ангидридов и создания концентрации кислот в ванне 98-99%. Реакционную массу выдерживают сначала в течение 0,5 час при температуре 22-24°С, а затем в течение 3 час при температуре 55-65°С с одновременной отгонкой метиленхлорида.
После добавляют еще 15,5 мл 50%-ной уксусной кислоты, раствор перемешивают при температуре 55-65°С в течение 7 час. Катализатор нейтрализуют раствором уксуснокислого натрия, продукт высаживают, отбеливают, промывают и сушат.
Полученный по такому методу ацетобутират целлюлозы содержит 0,002-0,004% связанной серной кислоты и 0,1-0,2 гидроксила на элементарное звено и обладает хорошей термостабнльностью: температура пожелтения - в пределах 195 200°С, оптическая плотность 2%-ного раствора ацетобутирата з сннем -и красном свете составляет соответственно 0,08-0,09 и 0,03-0,04, тогда как продукт, полученный по методу одноступенчатого гидролиза при концентрации кислот 90-92%, желтеет уж:е при температуре 160-170°С, а оптическая плотность в синем и красном снеге составляет 0,20-0,30 и 0,04-0,05.
Предмет изобретения
Способ получения термостабильного ацетобутирата целлюлозы путем аннлирования целлюлозы смесью масляного и уксусного ан1ндридов в присутствии серной и хлорной кислот в органическом растворителе с последующим гидролизом уксусной кислотой, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени гидролиза и повышения термостабильности продукта, гидролиз проводят в две стадии при концентрации кислот 98-99,5 и 90-92% соответственно при температуре 55- 65°С.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ЭФИРА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ | 1992 |
|
RU2101293C1 |
| Способ получения ацетата целлюлозы | 1988 |
|
SU1692987A1 |
| Способ получения ацетата целлюлозы | 1990 |
|
SU1827379A1 |
| Способ получения ацетатов целлюлозы | 1978 |
|
SU789525A1 |
| Способ получения ацетатов целлюлозы | 1979 |
|
SU861353A1 |
| Состав для активации целлюлозы | 1975 |
|
SU621682A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО АЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ | 1994 |
|
RU2074194C1 |
| СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОЗАМЕЩЕННОЙ АЦЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ | 1968 |
|
SU213794A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ | 1973 |
|
SU362028A1 |
| МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СЕРНОКИСЛОТНЫМ СПОСОБОМ ЭТЕРИФИКАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ НАНОВОЛОКНА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ НАНОВОЛОКОН | 2018 |
|
RU2735138C1 |
нноа
Температура 60 С Ноииентрация нислот а - 90 -32 % 5-Зв 93%
1 ттгтггтоЧт
Фик I
Температура 60°С Свододн /Концентрация кислот
а-30 -92°/о
OH-гp 5-98-33% 0.16ё(9в-39%(3часа l30-32%(7mcoSl, 0.140.12 0.10 ОЛ8 ОМ 0.0 0,02
О J 4 5 6 7 в .9 10 Врепр:,
-tJQC
DUS 2
Температура 60 С ид Нонцентрация нислат а-SO-32%
Фиг.З
