Способ получения ацетата целлюлозы Советский патент 1991 года по МПК C08B3/06 

Изобретение относится к технологии ацетатов целлюлозы, которые могут быть использованы для получения пленок и волокон.

Цель изобретения - повышение степени полимеризации, фильтруемости целевого продукта и улучшение качества получаемых из него изделий.

Пример. 100 мае.ч. целлюлозы активируют 40 мае.ч. уксусной кислоты в течение 2,5 ч при 45±1 С, затем обрабатывают 216 мае.ч. уксусного ангидрида в течение (30 Ј ±2)мин при 22±2°С, после чего обоабатывают в 3 стадии ацетилирующими смесями. Составы смесей приведены в табл.1.

Обработку целлюлозы ацетилирую- щей смесью 1 проводят в течение 2,5iO,5 ч при подъеме температуры реакционной массы от 22+2 до 34il°C с последующим охлаждением до 20+1°С. Обработку ацетйлирующей смесью 2 проводят, в течение 60+5 мин при 20Ј1°С, обработку ацетйлирующей смесью 3 до исчезновения в растворе непрореагировавших волокон и достижения требуео w

С5 4

сл

316

мой вязкости. Температура в процессе обработки поднимается от 20±1 до 34-35°С, Выдержка сиропа при 32±

±29С. . . ,

Далее проводят гидролиз триацетата целлюлозы до ацетонорастворимого ацетата целлюлозы при концентрации воды .1341 % по отношению к уксусной кислоте. Продукт высаждают из раство- ра, дробят промывают и сушат.

Продукт имеет степень полимеризации 740, фильтруемость 6,5 г/см и прозрачность 40%. Изготовленные из полученного ацетата целлюлозы пленки для химических источников тока выдерживают 80 циклов зарядка-разрядка.

Примеры 2-12. Выполняют аналогично примеру 1, но при других количествах кислот.

Пример 13 (по известному способу). 100 мае.ч. хлопковой целлюлозы подвергают активирующей обработке 40 мае.ч. ледяной уксусной кислоты, затем обрабатывают 175 мае.ч уксусного ангидрида в течение 30 мин при 20°С и этерифицируют в три стадии ацетилирующими смесями.

Составы смесей приведены в табл.2. Обработку активированной целлюло- зы ацетилирующей смесью 1 (табл.2) проводят в течение 1,5 ч при 20 - 35°С, ацетилирующей смесью 2 в течение 1 ч при 20-22°С, ацетилирующей смесью 3 при максимальной температуре 35°С до исчезновения в растворе пепрореагировавших волокон целлюлозы и достижения требуемой вязкости

Полученный триацетат целлюлозы омыляют до ацетонорастворимого состояния, высаждают ия раствора, измельчают, промывают и сушат.

Продукт имеет степень полимеризации 550, фильтруемость 4,0 г/см и прозрачность 48%. Изготовленные из полученного ацетата целлюлозы пленки для химических источников тока выдерживают 40 циклов зарядка-разрядка.

Приме р 14. Целлнуюзу ацети- лируют аналогично примеру 13.

Составы ацетилирующих смесей приведены в табл.3.

Пример 15. Целлюлозу ацети- лируют аналогично примеру 14.

Составы ацетилирующих смесей приведены в табл.4.

Пример 16. Целлюлозу ацетили руют аналогично примеру 14.

о

5

5

0

5

0

Составы ацетилирующих смесей приведены в табл.5.

Пример 17. 100 мае.ч. целлюлозы активируют 40 мае.ч. уксусной кислоты в течение 2,5 ч при , затем обрабатывают 216 мае.ч. уксусного ангидрида в течение 30± ±2 мин при 22+2 °С, после чего ацети- лируют в 2 стадии ацетилирующими смесями.

Составы смесей приведены в табл.6.

Обработку целлюлозы ацетилирующей смескю 1 (табл.6) проводят в течение 2,5-3 ч, при подъеме температуры реакционной массы от 22+2 до 34±1°С с последующим охлаждением до 20±1°С. Далее проводят обработку ацетилирующей смесью 2. Температура в процессе обработки смесью 2 поднимается от 20+J до 34-35°С, выдержка сиропа при 32±2°С. Обработку ведут до исчезновения непроацетилиро- ванных волокон и достижения требуемой вязкости. Затем проводят гидролиз триацетата целлюлозы до диаце- тата, далее продукт высаждают из раствора, промывают и сушат.

Основные данные по примерам 12-17 представлены в табл. 7 и 8.

Формула изобретения

Способ получения ацетата целлюлозы обработкой активированной уксусной кислотой целлюлозы уксусным ангидридом, двухстадийным или трехста- дийным ацетилированием смесью уксусного ангидрида и метиленхлорида в присутствии 0,25-0,31 мае.ч. серной и 0,06-0,1 мае.ч, хлорной кислот в расчете на 100 мае.ч. целлюлозы при 20-35°С с последующим гидролизом полученного триацетата целлюлозы до получения растворимого в ацетоне продукта, высаждением, измельчением, промывкой и сушкой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения степени полимеризации, фильтруемости целевого продукта и улучшения качества получаемых из него изделий, первую стадию ацетили- рования проводят в присутствии ор- тофосфорной кислоты, взятой в количестве 3,0-4,5 мае.ч. на 100 мае.ч. целлюлозы, причем в случае двухста- дийного ацетилирования вторую стадию проводят в присутствии смеси серной

516364156

и хлорной кислот, а в случае трех- ствии серной кислоты, а третью - в стадийного - вторую стадию в присут- присутствии хлорной.

Изобретение относится к технологии ацетатов целлюлозы, которые могут быть использованы для получения пленок и волокон. Изобретение позволяет повысить степень полимеризации целевого продукта (от 550 до 580-740), его фильтруемость (с 4 до 6-12 г/см) и улучшить качество получаемых из него пленок (увеличить число циклов зарядка-разрядка в химических источниках тока с 40 до 65-80 и нитей (увеличить прочность нитей с 38 до 51-57 сН/текс), что достигается обработкой активированной уксусной кислотой целлюлозы уксусным ангидридом и ацетилированием в две или три стадии смесью уксусного ангидрида и метиленхлорида при 20-35°С в присутствии на первой стадии 3,0-4,5 мае.ч. ортофосфорной кислоты на 100 мае.ч. целлюлозы. При этом в случае двухстадийного ацети- лирования вторую стадию проводят в присутствии смеси серной и хлорной кислот, а в случае трехстадимчого - на второй стадии используют серную кислоту, а на третьей - хлорную, причем количество серной кислоты выбирают в диапазоне 0,25 0,3 мае.ч., а хлорной - 0,06 - iO,l мае.ч. на 100 мае.ч. целлюло- 1зы. 8 табл. с 5В (/

Т а б л и ц а 1

Компоненты Содержание, мае.ч. на 100 мае.ч целлюлозы, в смеси на стадии

тип;;;:;;

Метиленхлорид410113 113 .Уксусный ангидрид5441 41 Ор тофосфорн ая

кислота3- Серная кислота . -0,25

Хлорная кислота-- 0,06

Таблица2

Компоненты Содержание, мае.ч. на 100 мае.ч. целлюлозы, в смеси на стадии

1 j 2 3

Метиленхлорид300180 180 Уксусный ангидрид 3939 39 Серная кислота0,20,2 Хлорная кислота 0,09

Таблииа

Компоненты Содержание, мае.ч. на 100 мае целлюлозы, в смеси на стадии

;::::I;:T;I:::II::::

Метиленхлорид300.180180

Уксусный ангидрид3939 39

Ортофосфорная

кислота3,0Серная кислота-0,25 Хлорная кислота-- 0,06

Компоненты

Компоненты

Метиленхлорид Уксусный ангидрид Ортофосфорная кислота

Серная кислота Хлорная кислота

16364158

Табпица4

Содержание, мае.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы, в смеси на стадии

1

ПО

ТаблицаЗ

Содержание мас.ч. на 100 мас.ч, целлюлозы

1

IZT

150 50

150 50

0,25

0,06

Таблицаб

Таблице

римечание.

Прозрачность растворов ацетатов целлюлозы, полученных по пред- Hi агаемому способу, 3CH50Z. Степень полимеризации рассчитывают из величин характеристической вязкости |J для ацетоновых растворов полимера.

1636415 10

Продолжение табл.7

Т а б л и ц. а 8