Способ получения аммониевой соли карбоксиметил-целлюлозы Советский патент 1983 года по МПК C08B15/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММОНИЕВОЙ СОЛИ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛДЮЛОЗЙ

Изобретение относится к получению водорастворнкых высокомолекулярных производных карбоксиметилцеллплозы и может быть использовано в радиоэлектронной технике для получе- ния зй1 ядчиков - стабилизаторов при производстве конденсаторов методом электрофореза, а также в качестве загустителя печатных- красок, пропиточного материала в текстиль.ной и бумажной промышленности, связуюше о материала в трубках флуоресцентных ламп, в качестве упаковочной пленки, промежуточного продукта.

Известен способ получения аммониевой соли карбоксиметилцеллкшозы в две стадии. На первой стадии действием минеральных кислот на натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы получают собственно карбоксиметилцелAюJloзy, обозначаемую как Н-фо{жа или Н-КИЦ. Она является более сильной кислотой, чем уксусная или угольная, и при обработке газообразным аммиаком или углекислым аммонием дает аммониевую соль карбоксиметилцеллюлозы (). Реакция образования ЫН ц-К1Щ нейтрализацией углекислым аммонием протекает медленно и 8 результате образуется МНф-КМЦ в виде гранул или хлопьев. Если Н-КМЦ нейтрализуют аммиаком, то реакция протекает быстро и сопровождается сильным экзотермическим эффектом LI3Недостатком указанного способа является то, что процесс получения МНд-КМЦ протекает в две стадии, он длителен, а продукт получается либо в виде нестабильного геля, либо в виде порошка, загрязненного избытком углекислого амлония.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения аммониевой соли карбоксиметилцеллюлозы, согласно которому 0,4 вес.ч. Na-ЮЩ растворяют в 100 вес.ч. горячей () воды при интенсивном перемешивании. Затем полученный раствс« фильтруют в горячем состоянии и продавливают через колонку, запел- . ненную деминерализованной ,

при 50-60 С. Концентрация катиона натрия уменьшается до 0,5%. Вытекаю1ций коллоидный раствор Н-КНЦ обрабатывают 28%-ным водным раствором аммиака и получают разбавленный

0 ,0,4%-ный раствор NH -КМЦ L2J. К существеннь недостаткам из вестного способа относятся большое число операций (растворение Na-КМЦ в горячей воде, перемешивание, филь трование, заполнение колонки демине рализованной смолой, продавливание раствора Ыа-К1Щ через колонку, обра ботка аммиаком), необходимость регенерации ионообменной смолы, получение основного продукта в виде кра не разбавленного (0,4%-ного водного раствора). Целью изобретения является получ ние делевого продукта с низким содержанием золы и сокращение и упрощение процесса. Поставленная цель достигается тем, что по способу получения аммониевой соли карбоксиметилцеллюлозы обработкой натриевой соли последней соединениями аммония, в качестве соединений аммония используют аммониевую соль неорганической кислоты для обработки используют порошкообразную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и обработку проводят при соотношении натриевой соли кар оксиметилцеллюлозы и аммониевой соли неорганической кислоты 1:3-5 (моль) с постоянным удалением побоч ных продуктов из сферы реакции. Способ можно проводить предварительно обрабатывая порошкообразную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 10-15%-ным водным раствором неорганической кислоты с проведением обработки 70-80%-ным спирто-водFfniM раствором аммиака при соотношении натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, кислоты и аммиака 1:1,5-2,5:2-4 (моль). Пример 1. Навеску Na-КМЦ (степень замещения 55, степень полимеризации 500) в количестве 96,8 (0,4 моль) смачиваю 70-80%-ным раствором этанола и заполняют ею стеклянную трубку (диаметр 38 мм, высота 450 мм), снабженную фильтром и краном. Затем проводят обработку насыщенным раствором хлористого аммония 64,2 г (1,2 моль) в 800 мл 60%-ного раствора этанола с удалением продуктов реакции со скоростью/. 3-4 мл/мин. Время прохождения реакции 4ч. По истечении указанного времени полученную NHj-1ФЩ промывают 70-80%-ным раствором этанола до отсутствия ионов Na и С СлЭООмл), серным эфиром (200 мл), сушат под вакуумом и выгружают. Выход сухого продукта составляет 98%. Содержание золы в продукте 0,19 а содержание азота 3,78%, что соответствует степени превращения по азоту 99,9%. Пример 2, Ианеску Na-KMil (степень замещения 70, степень поимеризации 450) в количестве 96,8 г (0,4 моль) смачивают 70-80%-ным раствором этанола и заполняют ею стеклянную трубку, снабженную фильтром и краном (диаметр 38 мм, высота 450 мм). Затем проводят обработку насыщенным раствором NH HCO-j, ,1 г (2,0 моль) в 2500 мл 70%-ного раствора этанола с удалением продуктов реакции со скоростью 5-6 мл/мин. Время прохождения реакции 6-7 ч. После промывки 70-80%-ным раствором этанола до отсутствия ионов Na и HCO5(v900 мл) полученную №14-КЩ обрабатывают серным эфиром (200 мл), сушат под вакуумом и выгружают. Выход сухого продукта 98%. Содержание золы в продукте 0,15%, а содержание азота 4,6%, что соответствует степени превращения по азоту 99,0%. Причем, в качестве аммониевых солей можно использовать NH4J, и др. Пример 3. Навеску Na-КМЦ технический продукт, содержащий основного вещества 50% (степень замещения 85, степень полимеризации 500) в количестве 193,6 г (0,4 моль основного вещества) смачивают 15%-ным водным раствором Е,50щ. и загружают в стеклянную трубку (диаметр 55 мм, высота 600 мм), снабженную фильтром и краном. Затем Na-КМЦ обрабатывают 15%-ной серной кислотой С общее количество 15%-ной кислоты - 360 мл (0,6 моль) удаляя продукты реакции со скорое- . тью 3-4 мл/мин. Затем полученную Н-КМЦ промывают водой до отсутствия сульфат-пионов (проба с BaCIj) 96%-ным спиртом (200-250 мл) и обрабатывают 500 мл 80%-ного спиртового- аммиачного раствора, содержащего 100 МП 25%-ного раствора аммиака (О,8 моль). После этого полученную NH4 -КМЦ промывают спиртом и эфиром (по 200 мл), сушат под вакуумом и выгружают, Выход сухрго продукта 97,8%, считая на основное вещество. Время прохождения реакции 5-6 ч. Содержание золы в продукте 0,05%, а содержание азота 5,1%, что соответствует степени превращения по азоту 96,5%. Пример 4. Навеску Na-КМЦ (степень замещения 70, степень полимеризации 450) в количестве 96,8 г (0,4 моль) смачивают 10%-ным раствором H2,S04, загружают в стеклянную трубку (диаметр 38 мм, высота 450 мм) и обрабатывают 10%-ным раствором НаЗОд. Общее количество 10%-ной

кислоты 900 МП (1,0 моль). Продукты реакции удаляют со скоростью 3-4 мл/мин. Затем полученную Н-КМЦ промывают водой до отсутствия сульфат-ионов (проба с BaGIj), 96%-ным спиртом (200-250 мл) и обрабатывают 700 мл 70%-ного спирто-аммиачного раствора, содержащего 200 мл 25%-ного раствора аммиака (1,6 моль).

После этого полученную |Промывают спиртом и эфиром (по 1200 мл), сушат под вакуумом и выгружают .

Выход сухого продукта 98,6%.

Содержание золы 0,02%, а содержание азота 4,64%, что соответствует степени превращения по азоту 99,9%. Причем, вместо 10-15%-ных растворов можно использовать растворы соляной и фосфорной кислот.

Использование предлагаемого способа получения аммониевой соли КМЦ с постоянным удалением побочных продуктов из зоны реакции позволяет, по сравнению с известным способом, получить основной продукт в виде чистого порошкообразного вещества с низким содержанием золы (iO,2%), высокой степенью превращения по азоту (99%) и высоким выходом («98%).

При осуществлении предлагаемого способа отпадают такие трудоемкие операции, как растворение высокомолекулярного вещества Na-КМЦ в воде, фильтрование полученного раствора, исключение работ под давлением, необходимость применения ионообменной смолы и т.п.

Формула изобретений

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

кл. 117-33,5, опублик. 1958 (прототип).