AT151641B - Verfahren zur Einverleibung von Stickstoff in künstlich geformte Cellulosegebilde. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Einverleibung von Stickstoff in   künstlich   geformte   Cellulosegebilde.   



   Es ist bekannt, Äthylenoxyd bzw. dessen Derivate auf Cellulose in Gegenwart oder in Abwesenheit von Katalysatoren bzw. in Gegenwart von Alkali einwirken zu lassen. Dagegen ist die entsprechende Stickstoffverbindung, das   Äthylenimin   
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 bzw. seine Homologen noch nicht zu technischer Verwendung gelangt. Es hat sich nun gezeigt, dass künstlich geformte Cellulosegebilde mit Äthylenimin und ohne Verwendung eines Katalysators sehr   leicht zur Reaktion zu bringen sind, wobei ihre Form aufrechterhaltbar ist. Die Einwirkung des Äthylen-   imins auf die Cellulosegebilde geschieht zweckmässig bei höherer Temperatur in Dampfform, was bei dem niederen Siedepunkt des Äthylenimins leicht zu erreichen ist.

   Besonders vorteilhaft ist das Verfahren für die Behandlung von künstlichen Cellulosefasern, die durch saure Wollfarbstoffe anfärbbar gemacht werden sollen, weil keine Vorbehandlung der Faser mit Laugen u. dgl. nötig ist. Die Fasern werden in lufttrockenem oder trockenem Zustand bei Temperaturen bis   1000 C   mehrere Stunden der Einwirkung des dampfförmigen Äthylenimins ausgesetzt und brauchen dann bloss noch abgesäuert und gewaschen zu werden. Bei höherer Temperatur ist die Stickstoffaufnahme stärker, ebenso, unter sonst gleichen Bedingungen, bei luftfeuchter Faser stärker als bei getrockneter. 



   Das Verfahren der Erfindung ist gegenüber bereits bekannten Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Cellulosederivaten besonders einfach, weil es ohne vorangehende Umwandlung der
Cellulose in besondere Derivate und unter sehr milden Reaktionsbedingungen durchzuführen ist. 



   Zur Herstellung von stickstoffhaltigen Derivaten der Cellulose wurde beispielsweise bereits
Alkalicellulose mit Halogenalkylaminen, Halogenaralkylaminen oder halogenhaltigen Triazinver- bindungen, welche ein auswechselbares Halogenatom besitzen, umgesetzt (britische Patentschriften
Nr. 344420 und 347926). Ein anderes Verfahren benutzte Cellulosexanthogenat, das unter gleich- zeitiger Einwirkung von Sauerstoff mit Ammoniak, primären oder sekundären Aminen behandelt wurde (deutsche Patentschrift Nr.   497 240). Schliesslich   sind Verfahren bekannt, bei denen Cellulose oder Cellulosederivate unter Druck bei hohen Temperaturen mit primären oder   sekundären Aminen   oder organischen Ammoniumbasen und ihren Salzen umgesetzt werden (britische Patentschrift
Nr. 345989).

   Auch hat man schon Celluloseäther mit polyvalenten Alkoholen oder Celluloseester mit   hydroxylhaltigen Karbonsäuren   benutzt, um stickstoffhaltige Produkte dadurch herzustellen, dass sie entweder direkt oder nach Substitution einer oder mehrerer OH-Gruppen durch Chlor mit Ammoniak oder Aminen in Reaktion gebracht werden (britische Patentschriften Nr.   344 529   und 344 480). Alle diese Verfahren führen zu Cellulosederivaten, welche in ihren Eigenschaften nicht nur durch ihre ver- änderte Anfärbbarkeit von den als Textilien verwendeten Celluloseprodukten, sondern auch in ihren physikalischen und textilen Eigenschaften erheblich abweichen. 



   Beispiel 1 :   55 g lufttrockene   Viskosestapelfaser werden im Autoklaven evakuiert und mit 10   cm3   Äthylenimin 4 Stunden auf   1000 C   erhitzt. Nach dieser Zeit ist das Äthylenimin vollständig verschwunden. Die Faser wird mit Wasser, mit verdünnter Schwefelsäure und wieder mit Wasser gewaschen. Sie ist schwach gelblich, enthält   2. 45% Stickstoff   und färbt sieh mit sauren Wollfarbstoffen sehr kräftig an. 

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   Beispiel 2 : 55 g getrocknete Viskosestapelfaser werden wie im Beispiel 1 mit 10   cm, 3 Äthylen-   imin 5¸ Stunden auf   1000 C   erhitzt. Das wie in Beispiel 1 behandelte Reaktionsprodukt enthält
1. 63% Stickstoff. 



   Beispiel 3 : 55 g lufttrockene Viskosestapelfaser   (8%     BO)   werden wie in den vorhergehenden
Beispielen 23 Stunden mit 10   CM   Äthylenimin bei 70  C im Vakuum behandelt. Das Einwirkungsprodukt enthält   1-73% Stickstoff.   



   Beispiel 4 : 100 Stapelfaser aus Viskose werden mit möglichst wenig einer   10%igen Lösung   von   Äthylenimin   in Wasser vollständig benetzt und unter   Verschluss   2 Stunden auf 100  C erhitzt.
Statt der Stap. elfaser aus Viskose kann natürlich jede andere Stapelfaser, z. B. eine aus Kupferseide hergestellte Zellwolle, verwendet werden. Statt Fasern oder Fäden können auch Filme, Schläuche oder Därme aus Cellulosehydrat benutzt werden. Die   Einwirkungsprodu1.'ie   besitzen etwa 1'5%
Stickstoff. 



   Beispiel 5 : 250   g Zellwolle   werden in eine Lösung von 50   cm3   Äthylenimin in 5 Liter Toluol eingetragen und unter häufigem Umschütteln 6 Stunden auf 80  C erwärmt. Das Toluol wird danach abgesaugt und die Fasern in Methanol und Wasser ausgewaschen und getrocknet. Sie enthalten 2. 07% Stickstoff. 



   Beispiel 6 : In einen 10 Liter fassenden zylindrischen Behälter mit Siebboden und Eintrittund Austrittstutzen im Boden bzw. Deckel werden 5 kg Viskosestapelfaser oder Viskosebändchen in dichter Packung eingebracht, der Behälter verschlossen und mittels einer Luftpumpe, die mit dem Ein-und Austrittstutzen verbunden ist, ein Gaskreislauf von etwa 90 Liter pro Minute erzeugt. Die ganze Apparatur wird auf 80  C erwärmt und durch einen Zulaufstutzen auf der Druckseite der Pumpe 1200   cm3   Äthylenimin so langsam in die Apparatur gebracht, dass die gesamte Zugabe im Laufe einer halben Stunde erfolgt. Das Äthylenimin verdampft bei der herrschenden Temperatur sofort und wird dampfförmig durch die Faser gepresst. Es ist zweckmässig, etwa alle 5 Minuten die Richtung des Gasstromes umzukehren.

   Nach dem Auswaschen mit heissem Wasser hat die Faser einen Stickstoffgehalt von 2-12%. 



   Beispiel 7 :   100   aus Linters-Zellstoff hergestellte Kunstseide werden in eine Lösung von 20 cm3 Imin in 80   crn3   Wasser eingepresst und in einem Druckgefäss 2 Stunden auf 100  C erhitzt. Das Fasergut wird ausgewaschen und erneut in der gleichen Weise mit Imin behandelt. Diese Operation wird im ganzen siebenmal durchgeführt. Beim sechsten-und siebentenmal werden jedoch nur 10 cm2 Imin angewandt.

   Der Stickstoffgehalt der Faser nach den einzelnen Behandlungen ist folgender : 
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<tb> 
<tb> 1. <SEP> Behandlung.......................... <SEP> 0-84% <SEP> N
<tb> 2. <SEP> @ <SEP> ........................... <SEP> 1#97%
<tb> 3........................... <SEP> 3. <SEP> 57%
<tb> 4........................... <SEP> 5. <SEP> 34%
<tb> zu
<tb> 6........................... <SEP> 8-83%
<tb> 7. <SEP> @ <SEP> ........................... <SEP> 9#48%
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Einverleibung von Stickstoff in künstlich geformte Cellulosegebilde unter Aufrechterhaltung ihrer Form, dadurch gekennzeichnet, dass   Cellulose-oder Hydrateellulosegebilde   mit Äthylenimin behandelt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Äthylenimin dampfförmig angewendet wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung des Äthylenimins bei Temperaturen zwischen 80 und 100 C erfolgt.