BE621583A - - Google Patents

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BE621583A
BE621583A BE621583DA BE621583A BE 621583 A BE621583 A BE 621583A BE 621583D A BE621583D A BE 621583DA BE 621583 A BE621583 A BE 621583A
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cellulose
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insoluble
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Publication of BE621583A publication Critical patent/BE621583A/fr

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "PROCEDE DE PREPARATION   D'AGREGATS   DE DERIVES DR POLY-   SACCHARIDES   ET   AGREGATS     AINSI    OBTENUS"   
La présente invention   concerne     une     méthode   de préparation d'agrégats ce   dérivés   de   polysaccharides     finement     divisés,

     insolubles dans   l'eau   et capables de former des dispersions colloïdales stables* 
Des agrégats de cristallites de cellulose   finissent   divisent capables de fournir des dispersions   aqueuses et        

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 EMI2.1 
 des gela stables font dearita dans le brevet américain N8 29978*446 déposé lt 28 Janvier 1957. Ces agrégat* de crlstnllltes de cellulose 80 dont révélé* extrêmement utiles On tant qu'addItif' acalorique. pour les aliments, Ccmmt   ' composant    de   mélange   pour les cosmétiques et les   prépare-     tien.   pharmaceutiques et pour une variété d'autre   usage .   



     Il$   ne peuvent en général être désagrégée   suffisait    
 EMI2.2 
 mont pour conduire à des particules colloïdales k moins que l'on utilise des   méthodes   de   broyage   ou de   réduction   en   pendre   nécessitant une énergie et une durée d'opération considéra* blés on doit mettre en oeuvre la dégradation mime   d*   la cellulose ou des polymères cellulosiques, 
Les dérivés de polysaccharides insolubles dans 
 EMI2.3 
 119*u, obtenue selon la présente invention, formant de* dispersions   colloïdales   stables et des gels   thixotropiques   par   attrition*     Les   agrégats de dérivés de la cellulose 
 EMI2.4 
 capables de conduire à des gels stables,

   obtenus selon la présente invention, présentent une résistance améliorée 
 EMI2.5 
 . la synérèse et à l'attaque bactérienne, ," 
Le procédé de préparation suivant   la   présente invention d'une matière dérivée   d'un   polysaccharide capable 
 EMI2.6 
 de conduire a des gels stables permet un certain contrôle de l'opacité des gels formée partir de ladite matière et comprend la transformation   d'un   polysaccharide en   dérivés   Insolubles dans l'eau et la dégradation dudit dérivé par traitement du type hydrolyse douce,   suffisant   pour donner un matériau capable de conduire, après attrition, a une dispersion colloïdale .table, dans un milieu aqueux.

   Le procédé selon la présente invention permet la production de matériau capable de conduire des gels avec des rendements 
 EMI2.7 
 plus elevea. Il fournit des agrégat* de polysaccharide dont 

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 EMI3.1 
 les l\o14j:ul.. possèdent de* - groupements hydrophile* qui > augmentent la stabilité du produit dans le* composition* ,$, 1 'i t",'" aqueuses* Le procède suivant la présent* invention perwit '#;'. // de choisir le degré d'opacité des gels foli6is à partit de* / agrégats en milieu aqueux, par variation du dogré de <#,"%, ." substitution (D*So) vers la gamme inférieure de* 9..'* Le profit résultant est un matériau à bâte , ..'. d'agrégats, capable de conduire   des gel$ beaucoup , plu* fH?1 stables et qui, août forme de gel, :retard*' la' syndxto*. 1 *# de nombreux cas, il possède une tehd.nè..úppl48.,t.!i'.. ;

   ',' . résister a l'attaque des bactérie , cette tendance étant fonction de la nature des groupement* substitué* des .ut,et.. culot* 1" 1.. ..,fi', Ù Ces produits peuvent tire  tilt ** en tant que ;. > /& Matériau de support pour le* agents cosmétique* et pharmaceu- tiques, aussi bien a l'état sec qu'hydraté  ili peuvent 41 ajout6. des aliments ou servir d'agent. de mélange, otlm la nature des groupement. substituants, Ils sont utiles corme 
 EMI3.2 
 charge pour les résines de moulage et pour une variété d'au* troc applications. 



  Dans le champ de l'invention, on peut employer 
 EMI3.3 
 quelques matériaux à base de polysaccharide Insoluble* dos l'eau, tels que la cellulose, l'amylettu 1. chitine, les . xylnes et le mannane* Gezant donné que la cellulose *at le mat6r:au de base préféré pour son faible prix et fa d1pO1 ' bilité# l'invention sera plus part1culil.rement' d6=dt. pat. 
 EMI3.4 
 la cuite avec la cellulote prise comme exemple. 



  Les matériaux sources de cellulose comprennent la pulpe de bols, telle que de la pulpe blanchie au sulfite 
 EMI3.5 
 et celletianchie au sulfate, les fibres naturelle* telle* . 

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 que la ramie, le coton et le coton purifia et la   cellulose   purifiée ou cellulose chimique qui se prisent* sous forme 
 EMI4.1 
 d'uneatière granulée d'une plut grande pureté ayant uhe densité par volume élevée. 



   Les   dérivés   pouvant être obtenus selon le procédé de la présente invention comprennent, par exemple les 
 EMI4.2 
 4thera-oxydes de cellulose comprenant les (0-alkyl)g (ty-eryl,) et (..aryialyi) celluloses -telles que les (0-mêthyl) cellulose, (O-dthyl) cellulose, (O-propyl) cellulose, (O-butyl) cellulose, (0-atnyl) cellulose, (t1-pbényl cellulose, (0-benzol) cellulose c3..mthyl 0-propyl) cellulose et (0-méthyl-C-benzyl) cellulose, les 0-(hydroxyolkyl)j celluloses comprenant comne groupe* hydroxyalkyles des groupements t hydroxym4thYle, hydroxy4thyl., hydroxypropyto, hydroxybutyle  hytxoxppxcpy, butyl*# hydroxy. propyl êthylè et hydroxyéthyl hydroxy propyle les 0-earbo<- xyalkyl) celluloses comprenant les 4 (c.srbaxymthyli, o-cerboxy 4thyl]t et o-(carboxypropyl) celluloses ;

   les 0-'(a).':oxyalkYl) celluloses comprenant les t-(éthaxyéthyl), o-(propyloxylthyl) et 0-(benzyloxy éthyl) celluloses 1 les thîour4thanes de la cellulose comprenant le thlouréthane de cellulose,, le N- 'thylth1ourthae de cellulose, le N-phénylthiouréthane de cellulose et le N-éthyl N-phénylthiouréthane de cellulose les   esters   de   Celluloses   comprenant l'acétate de   cellulose,   le formiate de cellulose, le   propionate   de cellulose, le butyrate de cellulose, les esters mixte  de la cellulose et des acides acétique et butyrique, des acides acétique et 
 EMI4.3 
 propionique, des acides acétique et ateariquc, l'acétate de 0-(hydkoxypropyl) cellulose, l'acétate dé (0-benzyl)

   cellu- lose   1 et   les   dérivât  d'oxydation partielle de la cellulose 
 EMI4.4 
 pour lesquels le groupe substituant est attaché a une unité      

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 EMI5.1 
 d'anhydroglucose de la chaîne dellulotiqueb C08ptêAlftt des dérivé* substitués par de* groupements aldéhyde, aarcIi1 ou les deux ensemble* Généralement  l",d4r1vl. décrite ci* - dessus peuvent être préparés selon n* importe, quel procédé connu courant pour conduire à un produit insoluble dans >##> 
 EMI5.2 
 l'eau,, 
 EMI5.3 
 Les 0-aiky, ou 3-axyi celluloses sont h.bttu.l1"'nt- . préparées par traitement de la cellulose tt l'aide d'un ioen. 



  4'alcoylation convenable comprenant, par exemple, les !)<e grenures d'alkyle, le* sulfata* de tislky3,a" les halogdwitte de bonzyl*o en présence d'un catalyseur alcalin, par ext pié , 14 soude. Des éthers mixtes sont obtenu$ en utilisant un mélange d'agents d'alcoylation au cours du proc4d' dvdthdeiet- cation. Les 0-,ydroxy alkyl) cellules** peuvent Otro prip4réog en mélangeant la cellulose avec un oxyde d'ttlkyHn* sous pression tandis que les C-(alkoxy alkyl) et les eylacy .1kyl) celluloses sont pr4pardes par alcoylation des d4ri'.. : 0-(hydroxy4lkyles)* Les 0-(carboxy alkyl) celluloses sont produit.,¯par réaction de la cellulose et d'un acide .11ph.t- que substitui par un halogène, par exemple monochloraaitiqut; et une base.

   Les esters de la cellulose sont h.b1tuel1..I.t pr4par4. par traitement de la cellulose par l'anhydride d'un acide particulier, par exemple l'anhydride acétique, prop1 
 EMI5.4 
 nique et butyrique. 



  Les esters mixtes sont préparas en utilisant des 
 EMI5.5 
 anhydrides d'acides mixtes. La réaction peut être .cc414.. ' en utilisant un catalyseur acide ou alcalin. Les dérivée subst4m 
 EMI5.6 
 tués par un groupe aldéhyde sont préparés convenablement par 
 EMI5.7 
 traitement de la cellulose par l'acide périodique tandis qui 
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 les dérivés substituée par un groupe carboxyle peuvent être 

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 préparée par traitement de la   cellulose     l'aide de bioxyde d'azote. 



   Il est habituel de faciliter la préparation des 
 EMI6.1 
 dériva dit la cellulose en mélangeant ou homogénéisant la cellu-t lose dans un milieu liquide organique qui sert de solvant pour, l'agent d'éthérification ou d*estêrlfication* Quand la réaction est   complet ,   le dérivé peut être lavé et séché. 



   Les   dérivés   de la cellulose préparés par un procédé mettant en oeuvre des caractéristiques de la présente invention      doivent être Insolubles dans l'eau afin de pouvoir   conduire' :   le formation   de   gel ou de dispersion après dégradation par- 
 EMI6.2 
 tielle et attritien. Le degré de substitution pour chaque dérivé est critique pour obtenir l'insolubilité dans l'eau    désirée.   



   Le degré de substitution désigne le nombre moyen 
 EMI6.3 
 de substituants par unité d'anhydroglucose de la molécule de cellulose qui remplacent n'importe lequel des trois groupes hydroxyles originaux de ces unités* En   conséquence,   le degré maximum de substitution est 3. Dans le domaine de la présente invention, le D.S. des dérivée de la cellulose doit être   suffisamment   bas pour maintenir l'insolubilité dans l'eau originale de la cellulose ou suffisamment   élevé   pour être 
 EMI6.4 
 Insoluble dans l'eau. L'intervalle de Dr,S, pour chaque dérivé- de la cellulose insoluble dans l'eau varie en fonction de la nature hydrophile des groupes substituant..

   Par exemple, le 
 EMI6.5 
 D.S, maximum pour 110-méthyl cellulose Insoluble dans l'eau dans   l'intervalle   bas de D.S. est d'environ   1   tandis que 
 EMI6.6 
 l'intervalle de De$, pour l'o-4thyl cellulose insoluble dans l'eau peut aller jusqu'. 0#5 environ dans l'intervalle bas - et au-dessus de 1,8 pour l'intervalle supérieur* L'o-(hydraxy-' ethyl) cellulose insoluble dans l'eau po$6ed<t un De$* maximum 

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 EMI7.1 
 dans l'intervalle inférieur de D*So d'environ 0,8 et  m P minimum dans l'intervalle supérieur d'environ lCt t'aoetet'' 1i: de cellulose insoluble dans l'eau possède un O.S, '..x18t8 ,.;'.' d'environ 0,3 dans l'intervalle intérieur do C<S< <tt un JMU,'- Minimum d'environ 1,2 dans l'intervalle tupdr1eut.

   Le.. 1Qt,"'" valles de O.S. pour le* dérivé  de la cellulose insoluble at l'eau sont bien connus des   spécialistes   et   une     description ,,, ,     supplémentaire     n'est   pas   nécessaire.   
 EMI7.2 
 



  La formation de dérivés, à pair de la cel;LMlose, favorise la diminution de la longueur de la, chatmi d* Ir .' .o14eul, de cellulose 1 ceci dlm1nu.'149tfl"nt k4 besoin **W  dégradation chimique supplémentaire- de la 0.11u104., dt bzz b obtenir un matériau pouvant être soumis a 1'att:d,:U,'.

   LaI ' formation de dérivée élevé également de ttç-m .V.f\gR". le rendement en produit, c'N<t"a-dire un  at4riau # bâte dgyata de c*Hulo e pouvant 't," '8oi.. l'atttiti< Les d4rlv4a de la cellulose insolubles dans l'eau lit-if qui ont en général un caractère fibreux *ont ddgradds parties   lement   ou   réduits   en ce qui   concerne   la longueur de la   chaîne !   par une hydrolyse   contrôler.   L'hydrolyse peut être   conduite   selon diverses   méthodes,   comprenant   l'utilisation     d'acides   
 EMI7.3 
 et d'enxymet mais il est préférable que le d4d'lf '4 1...

   cellulose soit   hydrolysé à   l'aide   d'une     solution   aqueuse d'acide chlorhydrique de concentration   faible*   Par exemle, le traitement de   dérivât     delà   cellulose insoluble$   liant   
 EMI7.4 
 l'eau par une (solution 5% d'acide chlorhydriqne pendant 16 heures à 71 C# représente un traitement de dégradation ",1 suffisamment efficace pour le but de la présente   invention.   



  Des conditions plus énergiques pendant des   périodes   de temps plus courtes produisent également des   rendements semblables    

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Dans les conditions   d'exploitation   par exemple, une solution à 2,5%   d'HCl   est utilisée pour traiter les dérivée de la cellulose pendant une heure à 121 C. sous pression pour produire un matériau pouvant être soumis à l'attrition. Le dérivé partiellement dégradé est neutralisé à l'aide d'une solution alcaline faible et   lavé 4     l'eau.   



   Par comparaison avec les matériaux à base d'agrégate de cristallites de cellulose cités au préalable dans le brevet américain N    2.978.446,   les dérivée de la   cellulose   dégradés selon la présente invention ne sont pas   caractérisée   par un degré de polymérisation moyen ou une longueur de chaîne moyenne stable.

   Les   dérivé@   de la cellulose dégradés   conser-   vent   quelques-unes**   régions amorphes du matériau ceilluiosi- que et ne sont pas compiètement   cristallins.   Cependant, ils sont suffisamment dégradés pour donner un matériau pouvant être soumis a l'attrition par des moyens de désintégration mécanique avec une quantité   d'énergie   négligeable pour conduire à des agrégats de cellulose ayant uno taille de particule colloïdale.

   La désintégration mécanique des dérivée, comme   ci-dessus mentionnée,   peut être conduite de plusieurs manières, aussi bien en les soumettant )* l'attrition dans un moulin ou en les soumettant à   l'action   *$un découpage ultra-rapide, ou à   l'action   de pression   élevées   de l'ordre d'environ au moins 350-700   kg/cm2.   



   La désintégration des dérivés est conduite en présence d'un   @ilieu   liquide bien que, lorsque la haute pression est soûle utilisée, un tel milieu, quoique recommandé, ne soit pas nécessaires Le milieu convenable est   l'eau   et   le .   mélange   soumi@ à     l'attriticn   recommandé contient au moins 20% environ   d'eau   et au moins 3% environ de matériau dégradé, 

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 Ofautre a liquider de pr4'x:enc. co stlbles, conviennent, ' comprenant 1** solution* de tuer*$ les polyol., parai l"qù.. le glycérol est un exompl o los alcools et plus particulière ment l'ethanol Itt Lticopropinole Quelle que toit la .'tbodt utilî#4e# la désintégration est poursuivi* jusqu'au ne tni pu les agr4gat;

   obtenus sont caractértsée,par le formation d'un. suspension <ti!}ble en milieu aqueux ait ,.1" duquel '11..ont toumiz à l'attritiott, ou au sein duquel Il$ peuvent étz* dispersés par la suite* On entend par sugponston otatjo une   suspension à   partir de laquelle les   agrégat*   ne       
 EMI9.2 
 apparent pas mais au soin de laquelle il$ z*etent *0 4iu*p#n4, sion 1nd4f1nim.nt,Izêma pour des périodes de l'ordre 4*, plusieurs semaines ou mois.

   Pour des concentrations tnfe--f zieures en agrégats, la suspension ost une disperslon,tlnd1t, que pour des   concentrations     supérieure*,   c'est un   gel*   Il est entendu que dans le champ de la prêtent*   invention   le 
 EMI9.3 
 terme "suspension" désigne aussi bien une dispersion* qu'un gel, ces dernières   expressions   étant   définies     ci-de*tous.   



   Les exemples suivante sont énoncés à titre de démonstration des produits et du procédé suivant la   présent*     Invention* Exemple 1,    
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 Plusieurs échantillons 410-(hydroxypropylj ..11ulOl. à faible degré de substitution sont préparé* par   réaction   de 200 grammes de pulpe de bois purifiée avec 200 cm3 de 
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 touàe,à 10% dans un récipient de réaction agité mécaniquement pendant   45 Minutes.     Ensuite   on ajoute au dérivé alcalin da la cellulose un mélange de 50 cm3 d'oxyde de propylène et de 50 cm3 de éioxanne. 

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   Plusieurs échantillon* différents sont préparés par réactions a des températures différentes et pour des   durées   de réaction variées, 
Le premier essai est conduit à la température ordinal- re et dure deux heure.. 



   Lesecond essai dure 6 heures à la température ambiante et le troisième essai dure heures à 67  C. Chacun des échantillons ci-dessus est alors lavé à   l'aide   d'un mélange   50/50     acétone-eau,   puis à l'aide d'un mélange   75/25   acétone-* eau, suivi d'un lavage   immédiat a     l'acétone.   Tousles échantillons sont Insolubles dans   l'eau.   Cependant, le troi- siéme échantillon présente un très haut'degré   de   gonflements 
Tous les   échantillons   sont lavés à l'eau pour éliminer l'acétone, on ajuste à   35%  la concentration en solide par rapport à la suspension aqueuse et le mélange est soumis à une attrition de 25 minutes dans le mélangeur de HOBART. 



  Dans chacun des cas, les pâtes obtenues sont   extrêmement   homogènes et luisantes avec une consistance de cire* Une partie du matériau est soumise à l'attrition pour des   concen-     trations   en solide variables pouvant aller   jusqu'il   70%, et on note que, dans chaque cas, on recueille un Matériau a l'ap-   parence   de cire, ne se désagrégeant pas, 
Les gels formés a l'aide du mélangeur de   Hobart   sont étendus de façon à atteindre 15% de concentration en solide et mélangés pendant 7 minutes dans un   Mixmaster,

     Les gels obtenus ressemblent a de la "cold cream" avec une trans-   parence   un peu plus marquée* Des feuilles fines coulées et séchées à partir de ces gels présentent   une texture   voisine de la cire,   Exemple % axez   
50 grammes   de   bourres de coton traité insoluble 

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 EMI11.1 
 dans l'eau, idisponiblogidant le commerce, (0-.(hydry<thY cellulose), sont hydrolysée à l'aide de 2 litres ttact4o chlorhyftîque à 10% vers 70*Co pendant 17 heures.

   Ap.t4.." attrition mécanique de 30 minutes d'une suspension tre  concentre en aolidn de'luO-(hydroxydtityl) cellulose h,4lY. ' .6., on obtient un Ciel dont les car.ctfr18tlque, sont unique*, pour une concentration de 51% en solide, le gel présente 1. , 
 EMI11.2 
 viscosité apparente d'un matériau épais* lourde, cireuse,; 
 EMI11.3 
 extrêmement homogène et .table et demeure tel quo.tl  près ' . pétrissage continu entro le$ doigts* Cet' pmpxi<tt h -4mffyé% paraissent convenir très bien pour les appatt<!%< relative*/, aux coomètiques.   .'!.-.'. "  ' 
 EMI11.4 
 Exemple 3 
 EMI11.5 
 75 gramme$ de tr1ac"t.t.. de cellulose sont bydtaJ.Vè4. par action de 300 c*3 d'acide chlorhydrique . 53K et chauffée pédant 16 heurta' 700 C.

   Apres hydrolyse, l'échantillon est/,' toumit a l'attrition dans uliAl.ng.ur liobarte sous font* d'une ouspenoion aqueuse contenant 35% de solide, . pendant 45 minutés puis étendu avec de l'eau de f90n . obtenir 9  concentration de 15% en solide. Le mélange obtenu est alort travaillé pendant 7 minutes dans un 14ixDiattez* Cft obtient un 0* homogène, luisante quelque peu translucide, avec 4* bonnet propriétés de syndrboe. 
 EMI11.6 
 



  Exemple ¯$ 
 EMI11.7 
 Un échantillon d'O-(hydroxydthyl) C'lll.' bas degré de substitution (0,05-0,06) est hydrolyse # l'aide d'une solution d'acide chlorhydrlque a 5% pendant 16 beur.. ' à 700 C. L'0-(hydro){yethyl cellulose hydrolysée est alors : 'Oum!18 A l'attrition pendant 25 minutes dans un 61an.Ut . 

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 de Hobart   sous   forme   d'une     suspension   contenant 35% de   solide*     ,Après     dilution   avec de   l'eau,   de   façon   àréduire   1  concentra*   tion en solide à 15%, le mélange est alors   travaillé   pendant   7minutes   dans un Mixmaster.

   Le gel   homogène   luisant obtenu   présente   des   propriétés     améliorées   de synérèse. Le gel présent*   également   un certain degré de transparence et prend un éclat bleuàtre. Quand on   prépaie   des gels contenant de fortes   concert-   trations en solide allant jusqu'à 70% à l'aide du   môme   matériau à   base   d'0-(hydroxyéthyl)   cellulose     hydrolysée   comme définie   ci-dessus  on obtient des gels homogènez à aspect de cire,

     épais$   ne   présentant   pas de miettes ni de substances   semblables*   
L'invention   n'est   pas   limitée.   aux exemples   décrits    @11   est   au   contraire de   portée     générale   et   susceptible   de   variante   et de modifications*



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  "PROCESS FOR PREPARING AGGREGATES OF DR POLY-SACCHARIDES DERIVATIVES AND AGGREGATES THUS OBTAINED"
The present invention relates to a method of preparing ce aggregates derived from finely divided polysaccharides,

     insoluble in water and capable of forming stable colloidal dispersions *
Aggregates of cellulose crystallites eventually split capable of providing aqueous dispersions and

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 stable gels are found in US Pat. No. 8,29978 * 446 filed January 28, 1957. These cellulose crystals aggregate 80 have been found to be extremely useful as a calorie-free additive. for foodstuffs, Ccmmt 'component of mixture for cosmetics and preparation. pharmaceuticals and for a variety of other uses.



     It $ cannot in general be disaggregated enough
 EMI2.2
 mont to lead to colloidal particles k unless one uses methods of grinding or sag reduction requiring considerable energy and operating time one must carry out the same degradation of cellulose or polymers cellulosics,
Derivatives of polysaccharides insoluble in
 EMI2.3
 119 * u, obtained according to the present invention, forming * stable colloidal dispersions and thixotropic gels by attrition * Aggregates of cellulose derivatives
 EMI2.4
 capable of leading to stable gels,

   obtained according to the present invention, exhibit improved strength
 EMI2.5
 . syneresis and bacterial attack, "
The process for preparing according to the present invention a material derived from a polysaccharide capable of
 EMI2.6
 to lead to stable gels allows some control of the opacity of the gels formed from said material and comprises the transformation of a polysaccharide into water-insoluble derivatives and the degradation of said derivative by treatment of the mild hydrolysis type, sufficient to give a material capable of leading, after attrition, to a table colloidal dispersion in an aqueous medium.

   The process according to the present invention allows the production of material capable of conducting gels with high yields.
 EMI2.7
 higherea. It provides polysaccharide aggregates * which

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 EMI3.1
 the l \ o14j: ul .. possess * - hydrophilic groups * which> increase the stability of the product in the aqueous * composition *, it "," * The procedure according to the present * invention perwit '#; '. // to choose the degree of opacity of the foliated gels starting from * / aggregates in aqueous medium, by variation of the dogré of <#, "%,." substitution (D * So) to the lower range of * 9 .. '* The resulting profit is a batting material, ..'. of aggregates, capable of leading to freezes $ much, more stable * fH? 1 and which, in August, forms of freezing,: delay * 'the' syndxto *. 1 * # in many cases it has a tehd.nè..úppl48., T.! I '..;

   ','. resist attack by bacteria, this tendency being a function of the nature of the * substituted * groups of the .ut, and .. pellet * 1 "1 .. .., fi ', Ù These products can tilt ** as as;.> / & Carrier material for * cosmetic * and pharmaceutical agents, both dry and hydrated, it can add to foodstuffs or serve as a mixing agent, otlm the nature of the ingredients. group, substituents, They are useful as
 EMI3.2
 filler for molding resins and for a variety of other applications.



  In the field of the invention, it is possible to use
 EMI3.3
 some water-insoluble polysaccharide materials, such as cellulose, amylettu 1. chitin,. xyls and mannan * Since cellulose * has been the preferred base material for its low price and flexibility, the invention will be more particularly useful. pat.
 EMI3.4
 cooking with cellulote taken as an example.



  Source materials for cellulose include pulp from bowls, such as sulphite bleached pulp
 EMI3.5
 and sulfate celletianchie, natural fibers * such *.

 <Desc / Clms Page number 4>

 that ramie, cotton and cotton purified and purified cellulose or chemical cellulose which are prized * in the form
 EMI4.1
 a rather high purity granulated material having a high density per volume.



   The derivatives obtainable according to the process of the present invention include, for example
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 4thera-oxides of cellulose including (0-alkyl) g (ty-eryl,) and (..aryialyi) celluloses - such as (0-methyl) cellulose, (O-dthyl) cellulose, (O-propyl) cellulose , (O-butyl) cellulose, (0-atnyl) cellulose, (t1-pbenyl cellulose, (0-benzol) cellulose c3..mthyl 0-propyl) cellulose and (0-methyl-C-benzyl) cellulose, the 0 - (hydroxyolkyl) j celluloses comprising comne group * hydroxyalkyl groups t hydroxym4thYl, hydroxy4thyl., hydroxypropyto, hydroxybutyl hytxoxppxcpy, butyl * # hydroxy. propyl ethyl and hydroxyethyl hydroxy propyl the 0-earbo (xyalkyl) celluloses comprising the 4 (c.srbaxymthyli, o-cerboxy 4thyl] t and o- (carboxypropyl) celluloses;

   0 - '(a).': oxyalkYl) celluloses comprising t- (ethaxyethyl), o- (propyloxylthyl) and 0- (benzyloxy ethyl) celluloses 1 thiour4thanes of cellulose comprising cellulose thlourethane, N- cellulose thylth1ourthae, cellulose N-phenylthiourethane and cellulose N-ethyl N-phenylthiourethane cellulose esters including cellulose acetate, cellulose formate, cellulose propionate, cellulose butyrate, mixed esters cellulose and acetic and butyric acids, acetic acids and
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 propionic, acetic and atearic acids, 0- (hydkoxypropyl) cellulose acetate, (0-benzyl) acetate

   cellulose 1 and derivatives of partial oxidation of cellulose
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 for which the substituent group is attached to a unit

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 anhydroglucose of the dellulotic chainb C08ptêAlftt of derivatives * substituted by * aldehyde groups, aarcIi1 or both together * Generally the above described * can be prepared according to any, which commonly known method to lead to a product insoluble in> ##>
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 the water,,
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 O-aiky, or 3-axyi celluloses are prepared by treating the cellulose with an ioen.



  Suitable alkylation comprising, for example, the alkyl fractions, tislky3 sulfata, and bonzyl o halogdwits in the presence of an alkaline catalyst, by sodium hydroxide. Mixed ethers are obtained by using a mixture of alkylating agents during the dvdthdeietcation process. O-, hydroxy alkyl) cells ** can be obtained by mixing the cellulose with an etlkyHn * oxide under pressure. while C- (alkoxy alkyl) and eylacy .1kyl) celluloses are prepared by alkylation of d4ri '..: 0- (hydroxy4lkyl) * 0- (carboxy alkyl) celluloses are produced., ¯ by reaction of cellulose and a .11ph.t- acid substituted by a halogen, for example monochloraaitiqut; and a base.

   The esters of cellulose are h.b1tuel1..I.t pr4par4. by treatment of cellulose with the anhydride of a particular acid, for example acetic anhydride, prop1
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 nique and butyric.



  Mixed esters are prepared using
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 mixed acid anhydrides. The reaction can be carried out using an acid or an alkali catalyst. The subst4m derivative
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 killed by an aldehyde group are suitably prepared by
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 treatment of cellulose with periodic acid while
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 the derivatives substituted by a carboxyl group can be

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 prepared by treating cellulose using nitrogen dioxide.



   It is usual to facilitate the preparation of
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 derivative said cellulose by mixing or homogenizing the cellulose in an organic liquid medium which serves as a solvent for the etherifying or esterifying agent * When the reaction is complete, the derivative can be washed and dried.



   The cellulose derivatives prepared by a process implementing features of the present invention must be insoluble in water in order to be able to lead: the formation of gel or of dispersion after degradation by-
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 tielle and attritien. The degree of substitution for each derivative is critical to achieve the desired water insolubility.



   The degree of substitution denotes the average number
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 of substituents per anhydroglucose unit of the cellulose molecule which replace any of the three original hydroxyl groups of these units * Accordingly, the maximum degree of substitution is 3. In the field of the present invention, the DS of the derivatives of cellulose must be low enough to maintain the original water insolubility of the cellulose or high enough to be
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 Insoluble in water. The range of Dr, S, for each water insoluble cellulose derivative varies depending on the hydrophilic nature of the substituent groups.

   For example, the
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 D.S, maximum for 110-methyl cellulose Insoluble in water in the low range of D.S. is about 1 while
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 the range of De $, for o-4thyl cellulose insoluble in water can be up to. 0 # 5 approximately in the low range - and above 1.8 for the upper range * Water insoluble o (hydraxy- 'ethyl) cellulose po $ 6ed <t un De $ * maximum

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 in the lower range of D * So of about 0.8 and m P minimum in the upper range of about lCt t'aoetet '' 1i: of cellulose insoluble in water has an OS, '..x18t8 ,.; '.' of about 0.3 in the interval within do C <S <<tt a JMU, '- Minimum of about 1.2 in the interval tupdr1eut.

   The .. 1Qt, "'" valles de O.S. for the water insoluble cellulose derivative are well known to those skilled in the art and further description is not required.
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  The formation of derivatives, together with the cel; LMlose, favors the reduction of the length of the, chatmi d * Ir. ' .o14eul, cellulose 1 this dlm1nu.'149tfl "nt k4 need ** W additional chemical degradation- of 0.11u104., dt bzz b obtain a material which can be subjected to the att: d,: U, '.

   The derivative formation also high of tt6-m .Vf \ gR ". The yield of product, that is to say an at4riau # dgyata of c * Hulo e which can 't,"' 8oi .. Attitude <Water insoluble bedded cellulose d4rlv4a which are generally fibrous in character * have been partially degraded or reduced in chain length! by controlled hydrolysis. Hydrolysis can occur. be conducted by various methods, including the use of acids
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 and enxymet but it is preferable that the d4d'lf '4 1 ...

   cellulose is hydrolyzed with an aqueous solution of hydrochloric acid of low concentration * For example, the treatment of insoluble cellulose derivative $ binder
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 water with a (5% hydrochloric acid solution for 16 hours at 71 C # represents a degradation treatment ", 1 sufficiently effective for the purpose of the present invention.



  More vigorous conditions for shorter periods of time also produce similar returns

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Under operating conditions, for example, a 2.5% HCl solution is used to treat the cellulose derivatives for one hour at 121 ° C. under pressure to produce a material capable of being subjected to attrition. The partially degraded derivative is neutralized with a weak alkaline solution and washed with water.



   In comparison with the materials based on cellulose crystallite aggregate previously mentioned in US Pat. No. 2,978,446, the cellulose derivatives degraded according to the present invention are not characterized by an average degree of polymerization or a length of stable medium chain.

   The degraded cellulose derivatives retain some amorphous regions of the cellulose material and are not fully crystalline. However, they are sufficiently degraded to give a material capable of being subjected to attrition by mechanical disintegration means with negligible amount of energy to result in cellulose aggregates having a colloidal particle size.

   The mechanical decay of derivatives, as mentioned above, can be conducted in several ways, both by subjecting them) * to attrition in a mill or by subjecting them to the action * $ of super-fast cutting, or to the high pressure action of the order of at least 350-700 kg / cm2.



   The disintegration of the derivatives is carried out in the presence of a liquid medium although, when high pressure is used, such medium, although recommended, is not necessary. The suitable medium is water and. the mixture subjected to the recommended attraction contains at least about 20% water and at least about 3% of degraded material,

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 Other to be liquidated from pr4'x: enc. co stlbles, are suitable, 'comprising 1 ** solution * to kill * $ the polyols., parai l "qù .. glycerol is an exompl o los alcohols and more particularly ethanol Itt Lticopropinole Whatever the roof .'tbodt use # 4e # the disintegration is continued * until the aggregation is not possible;

   obtained are characterized by the formation of a. suspension <ti!} ble in aqueous medium has, .1 "of which '11 ..ont always attracted, or in which it $ can be * dispersed thereafter * By sugponston otatjo is meant a suspension from which aggregates * do
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 apparently not but to the care of which there $ z * are * 0 4iu * p # n4, sion 1nd4f1nim.nt, Izêma for periods of the order of 4 *, several weeks or months.

   For higher concentrations of aggregates, the suspension has a disperslon, tlnd1t, that for higher concentrations *, it is a gel * It is understood that within the scope of the invention the
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 The term “suspension” denotes both a dispersion * and a gel, the latter expressions being defined above all.



   The following examples are given by way of demonstration of the products and of the process according to the present * Invention * Example 1,
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 Several low-substitution 410- (hydroxypropylj ..11ulOl. Samples are prepared * by reacting 200 grams of purified wood pulp with 200 cm3 of
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 touàe, at 10% in a reaction vessel mechanically stirred for 45 minutes. Then a mixture of 50 cm3 of propylene oxide and 50 cm3 of éioxane is added to the alkaline derivative of cellulose.

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   Several different samples * are prepared by reactions at different temperatures and for varying reaction times,
The first test is carried out at ordinary temperature and lasts two hours.



   The second test lasts 6 hours at room temperature and the third test lasts hours at 67 C. Each of the above samples is then washed with a 50/50 acetone-water mixture, then with a 75/25 acetone-water mixture, followed by immediate washing with acetone. All samples are Insoluble in water. However, the third sample shows a very high degree of swelling.
All samples are washed with water to remove acetone, the solid concentration is adjusted to 35% relative to the aqueous suspension, and the mixture is subjected to 25 minute attrition in the HOBART mixer.



  In each case, the pastes obtained are extremely homogeneous and shiny with a wax consistency * Part of the material is subjected to attrition for variable solid concentrations up to 70%, and it is noted that, in each case, a material with the appearance of wax, which does not disintegrate, is collected,
The gels formed using the Hobart mixer are spread so as to reach 15% solid concentration and mixed for 7 minutes in a Mixmaster,

     The gels obtained resemble "cold cream" with a slightly more marked transparency * Thin sheets cast and dried from these gels have a texture similar to wax, Example% axez
50 grams of insoluble treated cotton wads

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 in water, commercially available, (0 -. (hydry <thY cellulose), are hydrolyzed using 2 liters of 10% chlorhyftic ttact4o to 70 * Co for 17 hours.

   Ap.t4 .. "Mechanical attrition of 30 minutes of a suspension to be concentrated in aolidn de'luO- (hydroxydtityl) cellulose h, 4lY. '.6., One obtains a Sky whose char.ctfr18tlque, are unique *, for a concentration of 51% in solid, the gel has 1.,
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 apparent viscosity of a thick * heavy, waxy, material;
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 extremely homogeneous and .table and remains as quo.tl near '. continuous kneading between the $ fingers * This' pmpxi <tt h -4mffyé% seems to be very suitable for bait <!% <relative * /, coometrics. . '! .-.'. "'
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 Example 3
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 75 gram $ of tr1ac "t.t .. of cellulose are bydtaJ.Vè4. By the action of 300 c * 3 of hydrochloric acid. 53K and heated pedantly 16 hits' 700 C.

   After hydrolysis, the sample is /, 'toumit at attrition in uliAl.ng.ur liobarte under font * of an aqueous oupenoion containing 35% of solid,. for 45 minutes then extended with f90n water. obtain 9 concentration of 15% in solid. The resulting mixture is then worked for 7 minutes in a 14ixDiattez * Cft obtains a homogeneous 0 *, shiny somewhat translucent, with 4 * cup syndrboe properties.
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  Example ¯ $
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 A sample of O- (hydroxydthyl) C'lll. ' low degree of substitution (0.05-0.06) is hydrolyzed # using a 5% hydrochloric acid solution for 16 hours at 700 C. O- (hydro) {yethyl cellulose hydrolyzed is then: 'Oum! 18 At attrition for 25 minutes in a 61an.Ut.

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 of Hobart in the form of a suspension containing 35% of solid *, After dilution with water, so as to reduce 1 concentration of solid to 15%, the mixture is then worked for 7 minutes in a Mixmaster.

   The homogeneous shiny gel obtained exhibits improved syneresis properties. The gel also exhibits a certain degree of transparency and takes on a bluish sheen. When gels containing high concentrations of solids of up to 70% are prepaid using the same material based on hydrolyzed O- (hydroxyethyl) cellulose as defined above, homogeneous gels are obtained with a solid appearance. wax,

     thick $ free of crumbs or similar substances *
The invention is not limited. to the examples described @ 11 is, on the contrary, general in scope and subject to variations and modifications *


    

Claims (1)

R E S U M E La présente invention concerne : EMI13.1 1) ^ Un procédé de préparation d'un matériau a bas* d'un polysaccharide capable de conduiré à la formation d'un* dispersion stable, procédé suivant lequel' le polysaccharide est converti en un dérivé de polysaccharide insoluble des? l'eau, le dérivé est dégradé par hydrolyse douce, suffisante EMI13.2 pour obtenir un Matériau pouvait subir 1'aitrl1; R E S U M E The present invention relates to: EMI13.1 1) A process for preparing a polysaccharide-based material capable of leading to the formation of a stable dispersion, wherein the polysaccharide is converted to an insoluble polysaccharide derivative of? water, the derivative is degraded by mild hydrolysis, sufficient EMI13.2 to obtain a Material could undergo the atrl1; J,pnt et le matriaa.s*t tomait a l'attrition mécanique de façon a pro- duire des particules colloïdales* Un tel procédé peut' en outre comprendre séparément ou EMI13.3 en combinaison un ou plusieurs des faite ci-apres a a) - le polvsaccharid8 utilité est la cellulose t b) - la cellulose est alcoylée, par exanple tout fore d'une O-(hydroxyalkyl) cellulose b faible degré de fub:t3,tu- tion : c) - le matériau pouvant être soumis à l'attrition est neutralité avant l'attrition mécanique : EMI13.4 ci) - le matériau dégradé est soumis k l'attrition toi * forme d'un mélange contenant au moins environ 20% d'eau et EMI13.5 au moins environ 3% de matériau dégradé pour cându rr ', tr dispersion stable : J, pnt and the matriaa.s * t fell to mechanical attrition so as to produce colloidal particles * Such a method may further comprise separately or EMI13.3 in combination one or more of the following aa) - the polvsaccharid8 utility is cellulose tb) - the cellulose is alkylated, for example any drilled from an O- (hydroxyalkyl) cellulose b low degree of fub: t3, tu- tion: c) - the material that can be subjected to attrition is neutrality before mechanical attrition: EMI13.4 ci) - the degraded material is subjected to attrition you * form a mixture containing at least about 20% water and EMI13.5 at least about 3% of degraded material to wrap rr ', tr stable dispersion: Il) - A titre de produite industriels nouveaux, EMI13.6 des açrégats de dérive4 de polysaccharide susceptibles de former des dispersions colloïdales stables* II) - As a new industrial product, EMI13.6 polysaccharide derivative4 aggregates capable of forming stable colloidal dispersions *
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