Способ получения ацетатов целлюлозы Советский патент 1981 года по МПК C08B3/06 

Изобретение относится к способам получения сложных эфиров целлюлозу, а именно к способу получения стабиль ных ацетатов целлюлозы, используемых в производстве ацетатных волокон и пленок. Известен способ ацетилирования целлюлозы с использованием в качеств катализаторов солей металлов для получения стабильных ацетатов целлюлозы, например хлористого цинка как в чистом виде, так и в смеси с другими катализаторами l. Недостатками такого, способа являются применение катализаторов в боль ших количествах (100-200% от массы целлюлозы) и необходимость их регенер.ации. . Известен способ получения ацетато целлюлозы, включающий этерификацию активированной целл1олозы уксусным ангидридом в присутствии катализатор выбранного из группы: Ti Свд , АВСЦ , Sbces и .- , . Известный способ дает .выход целевого продукта 60-84%, не допускает повышения температуры выие 40 С, тре бует использования вредных и огнеопа ных растворителей и больших количест катализатора и не обеспечивает nohyчення термостабильных ацетатов целлюлозы. Целью изобретения является повышение термостабильности и выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения ацетатов целлюлозы этерификацией активированной целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии катализатора в качестве последнего используют хлористое железо в количестве 1-10% или смесь хлористого железа с хлористым фосфором в соотношении 4, 4-4,6 si 0,4 0,6 в количестве 1-5% от массы целлюлозы. Применение указанного катализатора дает возможность более глубоко и равномерно провести реакцию этерификации, которая протекает 0,4-10 ч при 40-60С. Пример.К 10 г целлюлозы добавляют 0,1 г (1%) треххлористого железа (ХЖ), растворенного в 50 мл уксусной кислоты,. реакционную смесь помещают в стеклянную банку с пришлифованной пробкой и перемешивают. Затем к активированной целлюлозе при приливают 30 мл уксусного- ан илрида и переносят в /пробирку емкостью 300 .мл, снабженную механической мешалкой . Пробирку помещают на водяную баню и поддерживают температуру Реакционную массу перемешивают, определяя однородность проб. Ио достижении гомогенной однородности смесь разбавляют при комнатной температуре смесью 30 мл метиленхлорида и 70 мл уксусной кислоты. После перемешивания в течение 15 мин раствор высаждают в горячую воду (70-80°С) . Высаженный продукт промывают холодной водой до нейтральной реакции, высушиваю т при до постоянного веса и подвергают испытаниям. Свойства полученных ацетатов целлюлозы (АЦ) приведены в табл. 1. П р и м е р 2. .0,3 г (3%) ХЖ растворяют в 5.0 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ так же,как в примере 1 Пример 3.0,5 (5%)ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ так же, как в примере 1. Примера. 1г (10%) ХЖ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование и получа ют АЦ согласно примеру 1. Пример 5. 0,1 г (1%) смеси, состоящей из О,09 г ХЖ и 0,01 г пяти хлористого фосфора (ХФ), растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и полу чают АЦ по примеру 1. Пример 6. 0,3 г (3%) смеси, состоящей из 0,27 г ХЖ и 0,03 г ХФ, растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюло зы и получают АЦ по примеру 1. Пример 7. 0,5 (5%) смеси, состоящей из 0,45 г ХЖ и 0,5гХФ, растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюло зы и получают. АЦ по примеру 1. Пример 8. 1г (10%) смеси, состоящей из 0,9 гХЖи 0,1 г ХФ растворяют в 50 мл уксусной кислоты, затем проводят активирование целлюлозы и получают АЦ по примеру 1. Влияние количества катализатора получаемых про )Удельную вязкость 0,5%-ного раствоа АЦ определяют в смеси метиленхлориа и спирта в соотношении 9:1 при 20 С в вискозиметре типа ДГ-29 с диметром капилляра 0,73 мм. Термостабильность АЦ определяют по температуре начала изменения цвета в процессе прогрева на воздухе (ГОСТ 12808-67). Потерю веса определяют с помощью торзионных весов при прогреве до (через 35-40 мин от начала опыта) 1Осле экспозиции на воздухе. В табл. 1 приведены результаты этерификации целлюлозы и некоторые свойства полученных АЦ в присутствии -. различных количеств катализатора, Высокая каталитическая активность ХЖ проявляется в присутствии небольших количеств ХФ. Некоторые результаты влияния смеси веществ на скорость ацетилирования целлюлозы и свойства полученных АЦ представлены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что с увелиуением содержания ХФ в смеси повышается скорость ацетилирования, но уменьшается удельная вязкость и выход получаемого АЦ. При ацетилировании целлюлозы использование смеси ХЖ и ХФ при соотношении 4,5:0,5 достаточно для получения стабильных АЦ, В табл. 3 приведены результаты этерификации целлюлозы и некоторые свойства полученных АЦ в присутствии различных количеств смеси ХЖ и ХФ при соотношении 4,5:0,5. Из таблицы 3 видно, что при увеличении количества смеси ХЖ и ХФ (при соотношении 4,5:0,5) до 1% каталитическая активность повышается и получаются стабильные продукты. Оптимальным количеством катализатора является 5% (от массы целлюлозы). Предложенный способ позволяет повысить выход ацетатов целлюлозы до 96-100% от теоретического против 6084% попрототипу и термостабильность получаемых образцов на . Таблица орость ацетилирования и качество в I . .

1,0

ХЖ 3,0

То же I 5,0

- 10

0,68

290

5,3 0,72 292

5,0 0,72 292 5,0 0,72 290

5,1 Влияние соотношения ХЖ и ХФ на скорость получаемых продуктов Влияние количества катализаторов на скорость ацетилирования и качество получаемых продуктов Таблица2 ацетилирования и свойства Таблица