Способ получения сшитой пленки метилцеллюлозы Советский патент 1978 года по МПК C08B15/10 

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к модификации простых эфиров целлюлозы, в частности, водорастворимых метиловых эфиров, путем реакций химического сшивания, и может быть использовано для получения прозрачных нерастворимых пленок.

Известен способ получения нерастворимых пленок из эфиров целлюлозы ацетобутирата целлюлозы путем отлива пленки из раствора эфиров, содержащего бифункциональный реагент N-метилольного типа, с последующей сущкой при 20 С и термообработкой при 120-150° С 1.

Согласно этому способу получают прозрачные пленки с прочностью (,5 кг/мм и удлинением нрп разрыве , т. е. невысокими физико-механическими свойствами.

Известен также наиболее близкий к предлагаемому способ полученпя сшитой пленки из водорастворимой метилцеллюлозы, например, со степенью замещения (СЗ) 1,85 и степенью полимеризации (СП) 700 путем формования пленки из 3%ного водного раствора метилцеллюлозы, содержащего 4-10% бифункционального реагента N-метилольного типа - диметилолмочевины и 0,8-2% азотнокислого цинка в

качестве катализатора послед -ющеи сушки и термообработкп 2.

Сформованная пленка сушится на ITOверхности стекла при 20°С и затем подвергается термообработке при 150° С.

Однако этот способ приводит к ухудшению прочностных свойств пленок, особенно значительно падает удлинение, что связано с возрастающей хрупкостью пленок при образовании мостичных связей между макромолекулами.

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств пленки метилцеллюлозы, подверг 1утой обработке

бифункциональными реагентами.

Это достигается тем, что в известном способе получения сшитой пленки мети.тцеллюлозы путем формования ее из водного раствора метилцеллюлозы в присутствии

катализатора и биф нкиионального реагента Х-метилольного типа, в качестве последнего исиользуют ди-(Н-метилолакриламид)-диоксиэтилен в виде 0,5-10%-ного раствора в воде или этанол-водной смеси

(в объемном соотношенш 3-5:1) и указанными растворами проводят обработку сформированной пленки: при 20-25° С в течен; е 1 -15 с этанол-водным раствором н при 80-85 С в течение 3-5 мин водным

раствором. Пример 1. Формуют пленку из водного (3%-ная концентрация) раствора метилцеллюлозы (СП-700, СЭ-1,85) ка поверхности стекла и сушат при 20 С. Сухую иленку оп скают в горячий (80 С) водный раствор (жидкостной 20), содержащий 2 вес. % бифункционального реагента ди-(N-.vIeтилoлaкpилaм lд) -диокснэтплена (ДМАЭ). CHj- о- CHj- CHj- C-;NH- сн,йк CHj - о - СН.,- с- TNH - Ш.,ОК и 0,4 вес. % катализатора 2п(ХОз)2 GHjO. Пленку выдерживают в этом растворе 5 мин, расправляют на горячем (80° С) стекле, подсушивают при 105° С и допол нптельно нагревают в течение 5 мин п-и ISOС. Неирореагировавшие компоненты удаляют экстракцией горячей (в течение 15 мин и холодной (в течение суток) водой. В пленке методом полярограф определяют содержание химически связанного формальдегида (0,54%). Полученная пленка имеет а 8,4 кг/ммп 8 20,5%. Пленка с таким же содержанием формальдегида, полученная по известному способу, имеет сг 7,0 кгмм и е 12%. П р п м е р 2. Формуют пленку из водорастворимой метилцеллюлозы по иримеру 1 и обрабатываЕот в течение 5 мин горячим (80° С) водным раствороом, содержащим 10% бифункционального реагента ДМАЭ п 2% катализатора. Все последующие операции проводят также но примеРУ I. В пленке определяют содержание химически связанного формальдегида (2,31%). Полученная пленка имеет 0 5,6 кг/мм и 23,5%. Пленка с таким же содержанием формальдегида, полученная по известному способу, пмеет а 4 кг/мм н 8 5%. П р н м-е р 3. Формуют пленку из зодиого раствора метплцеллюлозы по примеРУ I. Обрабатывают ее при комнатной температуре раствором, содержащим 2 вес. % функцнонального реагента ДМАЭ н 0,4 вес. % катализатора в спирто-водной среде при объемном соотношении этанола и воды 5:1 (по объему). Длительность обработки 2 с. Затем пленка слегка осушается фильтровальной бумагой, подсушивается в расплавленном на стекле состоянии при комнтаной температуре и прогревается при 150° С Б течение 5 мин. Затем следует экстракция водой по примеру 1. Определяют содержание формальдегида в пленке (0,63%). Полученная пленка имеет 5 7.8 кг/мл г. . Пример 4. пленк - по примеру 1 и обрабатывают сиирто-водным раствором ДМАЭ и катализатора с концентрацией 5 и 1% (ио весу) соответственно. Длительность обработки и последующие оиерации проводят по иримеру 3. В полученной пленке определяют содержание формальдегида (0,99%). Пленка пмеет ,8 кг/мм и 8 20,5%. Пленка с содерл апием формальдегида 0,82%. полученная по известному способу, имеет а 6,4 кг/мм и е 6,5%. Пример 5. Формуют пленку по примеру 1 п обрабатывают спирто-водным раствором ДМАЭ и катализатора в весовых соотношениях по примеру 4. Длительность обработки 15 с. Последующие операции проводят по прп.меру 3, Содержание формальдегида з сщ1той пленке 1,8%. Пленка имеет сг 5,7 кг,мм и е 21.5%. П р и м е р 6. Формуют пленку по примеру 3 и обрабатывают сппрто-водным раствором (0,5%-ны.м) ДМАЭ при объемном соотношении спирта п воды 3:1 и температуре 25° С. Длительность обработки 1 с. Пленка имеет а 9,2 кг/мм и , Пример 7. Формуют и обрабатывают пленку но ири.меру 1 ири продолжительности обработки 3 мин и температуре 85° С. Содержание формальдегида в пленке 0,6%. Пленка имеет а 7,9 кг/мм и . Приведенные в примерах механические свойства сшитых пленок показывают, что предлагаемый способ химического сшивания пленок метилцеллюлозы бифункциональными реагентами N-метилольного типа выгодно отличается от известного способа, так как сшитые пленки, полученные по предлагаемому способу, более эластичны при одинаковом количестве химически связанного сшивающего реагента, что выражается в увеличенни деформации до момента разрыва, например с 6,5 до 20,5% (при содержании формальдегида 0,8-0.9%) или с 12 до 25% (при содержанпи формальдегида 0,5-0,6%). Увеличение деформации до момента разрыва приводит к значительному увеличению работы, затрачиваемой на разрущение пленки, т. е. к увелпчению долговечности сшиты.х пленок. Процесс получепия пленок сшитой водорастворимой метплцеллюлозы значительно снижает загрязненность окружаюи;ей среды по сравнению с производством широко применяемой в народном хозяйстве пленки целлофана, которое сопровождается выделением больших количеств токсического сероуглерода. Весь процесс нолучения сшитых пленок водорастворимой метилцеллюлозы проходпт при использовании воды в качестве растворителя.

Пленки водорастворимой сшитой ио иредлагаемому способу метилцеллюлозы могут использоваться в разнообразных областях применения пленок типа гидратцеллюлозных (например, в качестве упаковочных материалов, мембран и т. п.), так как они не растворяются в воде, и их прочность и эластичность находятся на уровне пласт -:фицироваииого целлофана.

Ф о р м } л а изобретения

Способ получения сшитой пленки метилцеллюлозы путем формования ее из водного раствора метилцеллюлозы с исиользованием бифункционального реагента N-метилольного тииа в присутствии катализатора - азотнокислого цинка, последующей сушки н териообработки, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью улучшения фкзкко-ме :а {ическ х свойств пленки, в качестве бнфункц сокального реагента используют ди- (1 -мет { лс лакриламид) -диоксиэтилен 3 виде 0,5 - 10%-ного раствора в воде пл1 этанол-водной смеси при объемном соотношении этанола и воды 3-5 : 1, и указгнньгмн рйстзсрак -: проводят обработку сформованной плеккм; при 20-25° С в течение 1 -15 с этанол-водным раствором и при 80-85° С в течение 3-5 мин водным раствором.

Источники ::-:фop ;aции, принятые во внимание при экспертизе:

1.Журнал прикладной химии, 1976, № 3, с. 60б-1310.

2.Cellulose chen. and Technol. 1976,

.YO 10, p. 323