Способ приготовления медно-аммиачного шелка Советский патент 1934 года по МПК D01F2/04 

Предлагаемая целым рядом патентов рецептура приготовления медно-аммиачного раствора целлюлозы построена на предварительном приготовлении гидрата окиси меди, смешивании его с измельченной целлюлозой, отжиме в фильтрпрессах и растворении полученной пасты в водном растворе аммиака.

В готовый раствор вводится некоторое очень незначительное количество едкого натра для улучшения свойств раствора.

Есть предложения смешивать с целлюлозой неполный гидрат окиси меди, а гидраты типа (Си 0)5 5Оз и (СиО)б SOj, т. е. такие, какие получаются при осаждении CuSOiSjHzO 80% и 83% эквивалента ISaOH.

Добавочное количество NaOH до 95% эквивалента вводится уже в самый раствор для получения равномерных гидратов.

Первые способы, когда получается полный гидрат, неудобны в производстве, благодаря легкой разлагаемости Си(ОН)2 и чрезвычайной трудности фильтрования его в фильтр-прессах; вторые способы требуют введения больших количеств едкого натра в почти готовый раствор, что может привести при малейшей неосторожности к порче раствора.

Точно так же известно приготовление основных солей меди при применении едкого натра в количестве до 95%, тео(5)

ретически необходимого для образования гидрата окиси меди.

В предлагаемом способе приготовления медноаммиачного шелка также применяют от 90-95°/о теоретического количества едкого натра, а для получения высоко вязких растворов целлюлозы вводят добавочно не менее 12,35% едкого натра от веса целлюлозы, после набухания ее и частичного растворения в Швейцеровском реактиве.

Способ производится следующим образом:

Отбеленный и измельченный до размеров не меньших 2 мт линтер в виде у/о суспенза в воде смешивается с гидратом меди типов (СиО))о. 5Оз и (СиО)2о. .5Оз, получаемых введением в растаор CuSO4-5 HsO едкого натра в количестве 90-95% эквивалента при температуре не выше 10 (NaOH берется Ю /о-ный с добавлением небольшого количества сахара). После отжима паста должна весить не более пятикратного количества от веса взятой целлюлозы.

Гидраты указанного типа вполне равномерны и очень устойчивы в воздухе, поэтому паста может сохраняться длительное время без порчи. Измельченная паста переносится в растворитель, куда вводится одинаковое по весу целлюлозы количество аммиака в виде 25% раствора. При опускающейся от 15° до 0° температуре паста размешивается не

менее четырех часов, в течение которых целлюлоза частично растворяется, частично набухает,.до грани растворения.

Далее, понемногу вводится остаточное количество МаОН( эквивалента), плюс добавочное количество ISaOH, не менее .12,35Vo от веса целлюлозы, и по виннокаменной кислоты и бисульфита натрия, нейтрализованных аммиаком.

Концентрация раствора МаОН не должна быть выше 5Vo во избежание осаждения целлюлозы; такая концентрация при указанном способе легко достижима.

По окончании вливания раствор перемешивается еще не менее часа, после чего получается гомогенный раствор, несмотря на очень большую вязкость.

Химизм и основания для расчета добавочных количеств NaOH следующие: часть гидрата окиси меди растворяется в аммиаке, образуя тетраминовое соединение меди

Си(ОН)2-|-4МНз Си(МНз)4 (ОН),. Целлюлоза растворяется в образующемся соединении по следующей схеме:

2Q Ню Os + Си (МНз)4 (ОН)2 (QH.Oj),. Си(МНз)4 + 2НйО (поГессу).

Образующееся соединение Гесса, реагируя с 2 молекулами тетраминового основания, дает следующее равенство:

(СбН905)2 Cu(NHs)4+2Cu(NH3)4 (ОН)2:

:;(СбН705Си )2 Си(мНз)4+8ыНз+4Н2О.

Выделяющийся аммиак переводит следующие количества гидрата меди в тетраминовое основание, вступающее по мере образования в реакцию с новыми количествами целлюлозы. Образующееся активное соединение целлюлозы желательно получить в максимальном количестве, в виду чего вводят в раствор гидронсильные группы ОН в виде NaOH и сдвигает равновесие в сторону увеличения количеств активного соединения.

Одновременно замещается катион Си (MHg)4+ +катионом Na + и освобождается медь в виде тетрамина, переводящего новые количества соединения Гесса в активную форму

(СбН705Си)2 Си (МНз)4+2МаОН 2(Сб Hv GS Си ) Na -Ь Си . (MHs) (ОН)э,

При желании получить в растворе, в котором молярное отношение целлюлозы к меди равно 1:1, максимальные количества активного соединения- добавочное количество МаОН не должно быть ниже половины эквивалента МаОН по отношению к целлюлозе, т. е. 20 или в процентном соотношении к весу целлюлозы-12,35о/о.

Так как практика показывает, что отношение весов взятой меди к целлюлозе не может быть меньше чем 1:1, и, с другой стороны, учитывая химизм образования мёдно-щелочной целлюлозы Нормана, естественнее всего предположить, что в растворе при употреблении нормально отбеленного лмнтера половина целлюлозы находится в виде соединения Гесса и половина в виде активного соединения. Это относится, конечно, к правильно приготовленным растворам, floэтому избыток МаОН больше 12,35% не диктуется необходимостью и применим только в случаях получения мало вязких растворов для придания им большей вязкости.

Полученный раствор подвергается обычным обработкам и поступает в прядение.

При употреблении в прядении чистой воды неизбежно происходит окисление некоторой части целлюлозы, в силу весьма легкой окисляемости ее в медноаммиачных растворах и сравнительно большого содержания в воде растворенного кислорода; это ведет к ослаблению нити. Кроме того, как ранее замечено, прядение идет спокойнее, если вода имеет несколько градусов натронной жесткости. Поэтому в осаждающую смягченную воду вводят некоторое количество NaOH для получения натронной жесткости и восстановители типа сульфита натрия (NaoSOg), гидросульфита или его замещенных по расчету содержания кислорода.

Точно так же рациональны, как известно, прибавки незначительных количеств восстановителей в фиксирующую волокно жидкость.

Полученная нить подвергается дальнейшей обработке на рамках, а именно; кисловке, обработке слабыми растворами щавелевой кислоты, промывке, мыловке, кисловке органической кислотой и сушке без натяжки до абсолютно сухого состояния.

После сушки следует вторичная обработка чрезвычайно слабым раствором мыла, легкая кисловка, смывка водой нулевой жесткости и сушка под небольшим грузом.

Полученная вышеописанным образом нить чрезвычайно прочна, бела, блестяща и эластична.

Предмет изобретения.

Способ приготовления медноаммиачного шелка, при котором для получения

основной соли меди применяют 90-95% теоретического количества едкого натра, необходимо для получения гидрата окиси меди, а в осаждающую воду и фиксирующую ванну вводят небольшие количества щелочи и восстановителей, отличающийся тем, что при растворении целлюлозы вводят добавочно не менее 12,350/0 едкого натра от веса целлюлозы после набухания и частичного растворения целлюлозы в Швейцеровском реактиве.