CN1030427A - 在纤维素氨基甲酸酯制品中减少氨基甲酸酯含量的方法以及由此法制成的产品 - Google Patents
在纤维素氨基甲酸酯制品中减少氨基甲酸酯含量的方法以及由此法制成的产品 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是关于由纤维素氨基甲酸酯所制产品应
用碱溶液处理以降低所述产品中氨基甲酸酯含量的
一种方法以及由该方法所制成之产品。该碱溶液含
有选自如下的一种或数种碱金属盐：碳酸盐、硫酸盐、
磷酸盐、硼酸盐以及乙酸盐。
Description
本发明是关于在纤维素氨基甲酸酯制品中减少氨基甲酸酯基团数目的方法。众所周知，纤维素氨基甲酸酯是纤维素与尿素一起加热至高温所形成的产物。纤维素氨基甲酸酯是碱溶性物质，因此可制成各种形状的产品，其办法是先将它制成碱溶液，然后从溶液沉淀出所需形状的产品，例如纤维、薄膜、海绵状产品等。
对于纤维素氨基甲酸酯产品使用性质有影响的因素之一是氨基甲酸酯的含量，就是在纤维素链上氨基甲酸酯基团的数目。已知氨基甲酸酯基团在一定程度上加大该产品对水的敏感性，从而对产品的湿强度有影响。在需要时，可以借助于减少氨基甲酸酯基团数目的方法来影响该产品的湿强度。在芬兰专利64605中披露了借助碱溶液处理该产品来减少氨基甲酸酯基团含量的方法。从原则上讲，用该方法除掉全部氨基甲酸酯基团是可能的，从而可得到由再生纤维素组成的产品。
但已发现，利用碱的作用减少氨基甲酸酯含量对于某些强度特性有不利效应，尤其在工业规模生产时，采用高浓度碱溶液或用高温度处理以求尽量快速和高效除掉氨基甲酸酯基团时，更为不利。
本发明的目的是提供将纤维素氨基甲酸酯中的氨基酸酯含量降低，同时又不带来上述缺点的方法。本发明还涉及由此方法所制得的纤维素氨基甲酸酯所制造的产品。
本发明中应用碱溶液处理由纤维素氨基甲酸酯所制产品以降低其氨基甲酸酯含量的方法，其特征在于该碱溶液包含选自以下的一种或数种碱金属盐：碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐以及乙酸盐。
不言而喻，在本发明的方法中所用的碱是一种无机或有机强碱。从价格和处理效率方面考虑推荐使用的碱是碱金属氢氧化物，特别是氢氧化钠，而溶剂最好是水。可以使用的有机碱例如有氢氧化四甲铵。碱的浓度最好在0.5-5%（重量）这个范围内。
按本发明所指出，碱性盐是选自易溶于碱性溶液的盐类。例如碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐和乙酸盐。碱金属最好是钠。可推荐的碱金属盐是一种钠盐，因此在该处理溶液中的盐最好是选自：碳酸钠、硫酸钠、磷酸钠、硼酸钠以及乙酸钠。该处理溶液的盐含量可在3-35%（重量）范围。所述的含量是指干基盐的含量。当使用含结晶水的盐时，其用量可相应增加。
该项处理最好在高温进行。所用温度可由室温到120℃。当采用低温时，会出现处理时间过分加长的问题。在工业过程中，必须使处理时间不很长，目的是要达到较高反应速率，办法是提高反应温度和/或采用浓碱溶液。因此，适宜的处理温度可以在80-100℃范围，在所述温度的处理时间可以由5秒至10分钟。
适当的处理方式可以是将准备处理的物料浸在该处理溶液中并达到所要求的时间。准备处理的物料可以呈任何可能的形式，但最好是使物料连续通过处理液，其速度应满足物料在处理液中的停留时间等于所需的处理时间。
在处理之后，对该物料进行洗涤，这时例如可以采取水洗的形式。在洗涤水中可含有少量酸以清除可能残留在该物料上的碱。所用的酸例如可以是乙酸。洗涤之后，将物料以常规方式烘干。
将由下述的非限定性实例更详细地阐明本发明。在下面，氨基甲酸酯基团含量将由含氮量来代表。含氮量是由克氏法测定的。例如在下述文献中记载有本方法：Snell-Hilton，Encyclopedia of Iudus-tri Chemical Analysis，Interscience Publishers，New York，1966，Vol.2.p.530。
实例1
将漂白的亚硫酸盐纤维素用尿素浸渍以制备纤维素氨基甲酸酯纤维。将该纤维素浸于含有16%尿素和20%水的氨溶液中进行浸渍。完成浸渍后，在室温干燥该纤维素以除掉氨，然后热至100℃除掉水。将该种经烘干并经浸渍的纤维素在加热到140℃历时3小时，使之转化为纤维素氨基甲酸酯，经过用水洗涤之后，其含氮量为3.4%（按干物质计算）。
将此纤维素氨基甲酸酯在水中浸泡1小时以进行活化，然后加入NaOH并溶解该纤维素氨基甲酸酯产物，同时搅拌并维持温度在-5℃，历时1小时，如此得到的溶液为淡黄色透明状。将之过滤并进行真空脱气处理。将如此得到的溶液用小型纺丝机进行纺丝，模头上有300个50μm直径的喷孔，喷入含有8%硫酸和20%Na2SO4的沉淀浴槽中。
将如此获得的纤维素氨基甲酸酯片材用含有2%（重量）氢氧化钠和10%（重量）碳酸钠的水溶液处理。处理时是将这些纤维浸没在90℃的处理溶液中，按处理要求停留不同的时间。处理之后，将这些纤维用含有一些乙酸的水洗涤。
所用起始材料和所得纤维产品的特性列于表1。
表1
特性 处理时间，秒
0 30 60 120
氮含量% 2.3 1.20 0.81 0.41
分特 1.1 2.12 2.08 2.02
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.43 2.33 2.46 2.35
断裂伸长率% 8.6 14.9 14.7 14.2
钩接强力，厘牛顿/分特 0.31 0.45 0.42 0.44
实例2
如实例1所述制出纤维素氨基甲酸酯纤维，并将它们用含2%（重量）氢氧化钠和20%（重量）碳酸钠的水溶液处理。处理温度为90℃，处理时间各自不同。处理之后，将这些纤维用含有乙酸的水洗涤，然后烘干。
如此得到的纤维的特性列于表2。
表2
特性 处理时间，秒
0 30 60 120
氮含量% 2.08 0.91 0.47 0.32
分特 1.53 1.59 1.58 1.54
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.30 2.52 2.39 2.44
断裂伸长率% 9.2 11.4 11.9 11.4
钩接强力，厘牛顿/分特 0.36 0.39 0.39 0.40
实例3
如实例1所述制成纤维素氨基甲酸酯纤维，并将它们用含4%（重量）氢氧化钠和20%（重量）碳酸钠的水溶液处理。处理温度为100℃，处理时间各自不同。处理之后，将这些纤维用含乙酸的水洗涤。
如此制得的纤维的特性列于表3
表3
特性 处理时间，秒
0 30 60 120
氮含量% 2.32 0.36 0.29 0.27
分特 2.11 2.13 2.07 2.05
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.43 2.28 2.48 2.35
断裂伸长率% 8.6 18.11 13.7 14.6
钩接强力，厘牛顿/分特 0.36 0.59 0.44 0.43
实例4
如实例1所述制成纤维素氨基甲酸酯纤维，并将它们用含4%（重量）氢氧化钠和23%（重量）乙酸钠的水溶液处理。处理温度为100℃，处理时间各自不同。在处理之后，用含乙酸的水洗涤这些纤维，然后烘干。
如此制得的纤维的特性列于表4。
表4
特性 处理时间，秒
0 30 60 120
氮含量% 3.03 0.56 0.41 0.26
分特 1.60 1.79 1.81 1.76
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.59 2.40 2.49 2.43
断裂伸长率% 8.6 16.5 15.8 16.4
钩接强力，厘牛顿/分特 0.29 0.57 0.655 0.64
实例5
如实例1所述制成纤维素氨基甲酸酯纤维，并将它们用含4%（重量）氢氧化钠和26%（重量）硫酸钠的水溶液处理。处理温度为100℃，处理时间各自不同。处理后，用含乙酸的水洗涤这些纤维，然后烘干。
如此制得的纤维的特性列于表5。
表5
特性 处理时间，秒
0 30 60
氮含量% 3.03 0.58 0.40
分特 1.60 1.77 1.70
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.59 2.33 2.47
断裂伸长率% 8.3 16.1 14.6
钩接强力，厘牛顿/分特 0.29 0.63 0.49
对比实例1
如实例1所述制成纤维素氨基甲酸酯纤维，并将它们用含有2%（重量）氢氧化钠的水溶液处理。处理温度为100℃，处理时间各自不同。处理之后，按实例1的方式洗涤这些纤维。
如此制得的纤维的特性列于表6。
表6
特性 处理时间，秒
0 30 60 120
氮含量% 2.31 0.89 0.59 0.34
分特 2.15 2.33 2.41 2.26
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.28 1.74 1.72 1.95
断裂伸长率% 10.4 23.9 25.3 20.6
对比实例2
重复对比实例1的步骤，不同之处是采用90℃处理温度。所得结果列于表7。
表7
特性 处理时间，秒
0 30 60 120
氮含量% 2.22 1.18 0.79 0.45
分特 2.07 2.39 2.37 2.35
干态抗拉强度，
厘牛顿/分特 2.36 1.74 1.75 1.88
断裂伸长率% 8.6 24.2 24.8 27.4
由对比实例1和2反映出，当纤维素氨基甲酸酯纤维使用一种碱溶液处理并且该溶液中不含有如实例1-5的可溶性碱金属盐时，所得产品强度较差，同时其伸长率显著增加。
Claims (6)
1、采用碱溶液处理由纤维素氨基甲酸酯所制产品以降低所述产品中氨基甲酸酯含量的一种方法，其特征在于该碱溶液含有选自以下的一种或数种碱金属盐：碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐以及乙酸盐。
2、按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的碱溶液为0.5-5%氢氧化钠水溶液。
3、按照权利要求1或2的方法，其特征在于，该碱溶液中的碱性金属盐含量按干基盐计算为5-35%（重量）。
4、按照前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，该碱金属是钠。
5、应用纤维素氨基甲酸酯制造并由碱溶液处理使其氨基甲酸酯含量降低的产品，其特征在于，该产品是用含有选自如下的一种或数种碱金属盐的一种碱溶液处理过的：碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐以及乙酸盐。
6、按照权利要求5的产品，其特征在于，该碱金属盐是选自于：碳酸钠、硫酸钠、磷酸钠、硼酸钠、乙酸钠，或者是这些盐的混合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |