СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Советский патент 1970 года по МПК C08B15/00 

Изобретение относится к области химической модификации целлюлозы, в частности получению фосфорсодержап их производных ее. Это связано с ростом интереса к фосфорилированным целлюлозам со стороны техники, так как введение фосфора в состав целлюлозы придает изделиям из нее огнестойкость.

Существуют способы фосфорилирования, основанные на взаимодействии целлюлозного материала с производными кислот пяти- и трехвалентного фосфора. Известны методы, при которых фосфорилирование целлюлозного материала производят фосфорной кислотой в присутствии мочевины, а также органическими производными фосфорных кислот. Для этого необходимы целлюлозные материалы, содержащие металлы, обеспечивающие ряд цен-ных свойств (например, гнилостойкость, светостойкость и др.). В большинстве случаев такие металлсодержащие материалы получают пропиткой целлюлозных материалов производными соответст1вующих металлов. При этом металл находится в составе соединений, адсорбированных целлюлозой. Ряд металлов может быть введен путем ионообменной сорбции. Однако в обоих случаях металлы легко удаляются в процессе эксплуатации при мокрых обра ботках. Введение таким образом металла в фосфат целлюлозы требует дополнительной операции - химической обработки фосфорилированкого материала солью вводимого металла. Соли ряда металлов (например, Ti, Nb) неустойчивы на воздухе и легко гидролизуются в растворах, из-за чего

ввести их в целлюлознь1Й материал путем ионообменной сорбции из водных растворов неПредставляется возможным.

Для улучшения качества целевого продукта предложен способ, заключающийся в том, что

целлюлозный материал обрабатывают кондепсированными фосфатами в форме кислот или комплексными фосфатами металлов в присутствии азотсодержащих соединений. Таким образом, введение фосфора и металла в целлюлозный материал происходит одновременно (в результате реакции целлюлозы с соответственным комплексным фосфатом, а не с фосфорной кислотой, как в известных способах).

Процесс ведут при температуре 140°С с дальнейшей термообработкой при этой же температуре в вакууме с остаточным давлением I-IO мм рт. ст., промывкой, сушкой. В качестве исходного материала используют

хлопчатобумажную бязь. Обрабатывают бязь предварительно подготовленными фосфорнокислыми растворами металлов. Данные анализа приведены в табл. 1. Таблица 1 Пример 1. Обработку целлюлозного материала с целью введения Р и Ti (I) или Р и Nb (II) проводят следующим образом. Предварительно готовят фосфорнокислые растворы 1 и 2 при 260°С. Затем в полученный фосфорнокислый раствор Ti или Nb помещают навеску мочевины в весовом соотнощении 1 : 2 к -полученному раствору .фосфата. Обработку ткани проводят при 140°С в течение 30 мин в расплаве. Дальнейшую обработку этих образцов ткани осуществляют в вакууме с сустаточным давлением мм рт. ст. при температуре 140°С в течение 30 мин. После этого образцы тщательно промывают горячей и холодной дистиллированной водой до нейтральной реакции и отрицательной реакции на фосфор в промывных водах. Тщательно смытые образцы сушат на воздухе. Содержание фосфора определяют колориметрическим методом. Содержание металла определяют по зольности, обменную емкость - методом обратного титрования. Как видно из табл. 2, при таком методе фосфориЛцрования в за висимости от количества вводимого в раствор металла получают продукты с различным содержанием хи-мически связанных фосфора и металла и высокой обменной емкостью. Таблица 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Полученные растворы Используют для обработки целлюлозного материала. Для этого готовят расплав комплексного фосфата алюминия и мочевины При их весовом соотношеНИИ 1 : 2. Обработку ткани полученным расплавом проводят при температуре 140°С в течение 30 мин. Дальнейшую термообработку осуществляют при 140°С в вакууме с остаточным давлением мм рт. ст. также в течение 30 мин, после чего образцы тщательно отмывают горячей и холодной дистиллировацной водой. Содержание фосфора и металла определяют указанными ранее методами. Полученные описанным методом образцы, как видно из табл. 3, обладают высокой обменной емкостью и широким набором содержания металла и фосфора в зависимости от содержания металла в массе, взятой для пронитки и температуры предварительного .нагревания. Пример 3. Обработку целлюлозного материала для введения Р и цолучения -сорбента высокой обменной емкости и огнестойкого материала, не содержащего металла, проводятСледующим образом. Определенное количество НзРО, например 50 мл, обрабатывают соответственно при температурах 200, 260, 300°С. Полученные таким образом растворы конденсированных фосфорных кислот используют для обработки целлюлозного материала. Для этого в раствор предварительно термообработанной ткани добавляют в весовом соотношеНИИ ,2 ; 1 мочевину. Пропитку ткани проводят полученным таким образом раствором при температуре 90°С в течение 30 мин. Термофиксируют отжатый материал при 140°С в вакууме с остаточ:ным давлением 1 мм рт. ст. ъ течение 30 мин. Затем образцы тщательно отмывают горячей и холодной дистиллированной водой до нейтральной реакции и отрицательной реакции на фосфор в промывных водах. Содержание фосфора определяюг колориметрический. Полученные образцы обладают высокой емкостью и широким набором содержания фосфора. Таблица 3

Пример 2. Обработку целлюлозного материала с целью введения А1 и Р и получения сорбента высокой обменной емкостью проводят следующим образом.

Навеску А1Р04 растворяют в фосфорной кислоте соответственно при температурах 200, 260, 300°С. В результате образуются полифосфаты.

Результаты исследования :на огнестойкость приведены в табл. 4.

Материалы, как видно «з табл. 4, обладают повышенной огнестойкостью, превышающей огнестойкость фосфата целлюлозы, полученного в аналогичных температурных и временных режимах, по известным способам и на базе ортофосфорной кислоты.

Предмет изоб ре тения

Таблица 4

что, с целью улучшения качества щелевого продукта, в качестве фосфорсодержащего реагента применяют конденсированные фосфаты в форме кислот или комплексные фосфаты, .или полифосфаты металлов и полученный при этом продукт подвергают термообработке иод вакуумом.

140°С.

3.СпОСОб по п. 1, отличающийся тем, что термообработку ведут при температуре 140°С и остаточном давлении 1 -liO мм рт. ст.