CS209630B1 - Method of making the celulose balls from the celulose xanthogenate solutions - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby celulozových kuliček z roztoků xanthogenátu celulózy postupem tvarováni za mokra. Tyto kulovité celulózové částice jsou vhodné jako adsorpční média, ale může se jich po chemické úpravě, k níž patří také karbonizace', spojená popřípadě s aktivací, použít obzvláště výhodně, např. jako aktivního ubli, tam, · kde se vyžaduje pro proudící nebo kapalná prostředí nízký odpor ·při ·proudění v náplní aktivního uHIí. Kulovité a jako aktivní uhlí upravené útvary mají velmi hladký vnější povrch a hodí se proto na základě své o do ono o ti proti odírání zvláště k léčebným metodám v lékařství, při nichž se musí krev nebo krevní plasma přivádět do styku s aktivním uhlím.

Je známo, íe se vyrábějí pevné kulovité útvary z roztoků xanthogenátu celulózy. Přípravu jí se tak, íe se roztok polymeru za silného míchání disperguje v kapalině, která se s rozpouštědlem polymeru nemííí. Vvyvoření dispergovaných kapiček polymemího roztoku se dosáhne v případě roztoků xanthogenátu celulózy tepelnou koagulací (čs. autorské osvědčení 172 640, DOS 2 523 693)· Takto zkoagulované kapičky polymerního roztoku se potom·mechanicky odddlí od dispergačnílo činidla. Ulpívváící dispegační činidlo se pak ods-traní promytím rozpouštědly, která se mísí s dispergačúím· činidlem, ale nerozp^^ěěí polymer.

K přípravě celulozových kuliček je dále popsán způsob, při němž se viskóza protlačuje velkou rychlostí tryskami vhodné velikosti a sráží se ve srážecí lázni obvyklého složení (Ja^patenty 73-21 738, 73/60 753). Nevýhodou těchto postupů je, že · při dispergování polymerního roztoku v dispergačním činidle vzniká široká distribuce velikosti kapek. Její maximum lze sice ovládat vhodnou volbou veličin, ovlivňujících dispergování, ale vždycky se . získá rozsah velikostí po^lym^e^i^iLch kuliček, který se musí popřípadě dodatečným prosí váním produktu dále zúžžt.

Dalšími nevýhodami těchto postupů jsou těžkosti při kontinuálnm; provedení- dispergačního a koagulačního procesu, jakož i skutečnost, že se jen obtížně dají připravit produkty s pravidelnou kulovitou formou o průměrech od 1 do 2 mm. Kuličky těchto průměrů jsou však žádoucí, malíJ-i se polymerní kuličky dále zpracovávat na aktivní uhlí, např. pro čištění krve, nebot nei^má-li v aísoríčních kolonách k filraanním efektům u krevních tělísek, neměl by být průměr kuliček uhlí pod 0,4 až 0,6 mm.

Bylo také navrženo vyrábět kulovité po^Ly^^e^i^zí částice tím, že se polymerní roztok protlačuje tryskou do kapaliny, která se nemísí s polymerním roztokem a ve které kapalné kuličky stoupli, přičemž ke koí^^^uu^l^ťDi docházá ve druhé · kapalině, kterou je zprvu jmenovaná kapalina převrstvena (US patent 2 543 928).

Nevýhodou tohoto postupu je, že kapičky roztoku prodlévají delší čas na rozhraní mezi oběma kapalinami, takže se tímto způsobem dosáhne jen nízké produutivity.

Cílem vynálezu je připravit z roztoků xanthogenátu celulózy pevná kulovitá tělíska. Tato kulovitá tělíska mmaí mít průměr od 500 ^um výše, přičemž průměr vznňkaaících kuliček má být jednotný. Způsob výroby těchto kuliček má být přístrojově jednoduchý, bez velkých nákladů a kontinuální.

Úkolem vynálezu je vyvinout způsob·výroby pevných kulovitých tělísek.zpracováním roztoků xantlogenátu celulózy bez dispergace mícháním v dispergačním činidle, při kterém ^^JL^^IlíI tělíska kromě toho jednotný průměr.

Bylo nalezeno, že úkol Lze jestliže se roztok xanihkgenáiu celulózy protlačuje dávkovacími otvory do kapaliny, která vytváří s rozookem xanilkgenáiu celulózy fázové rozhraní (inertní kapp^na), přičemž se tvoří kuličky, a potom se kapalné kuličky polymeeního roztoku z^ag^^^u! tepelrým odštěpením části Xjnthkgenáikvých skupin. S výhodou se postupuje tak, že proces tvorby kuliček probíhá zdola nahoru, hustota inertní kapaliny musí být pak větší než hustota roztoku xanihogenáiu celulózy. Proces ale může také probíhat seshora dolů. V tomto případě musí být hustota inertní kapalinymenší než hustota roztoku xanthoge209630 nátu celulózy. Postupuje se přitom tak, aby inertní kapalina měla vyšší teplotu, s výhodou od 70 do 100 °C. Přitom může mít veškerá kapalina tutéž teplotu. V případě, že proces tvorby kuliček probíhá zespodu nahoru, může se ale také postupovat tak, že se použije teplotního gradientu, a to tak, aby vznášející se kuličky byly vystaveny kontinuálně vyšší teplotě. Doba, kterou kuličky potřebují ke koagulaci v inertní kapalině, závisí především na koloidněchemické zralosti roztoku xanthogenátu celulózy a na teplotě inertní kapaliny. Aby nebylo třeba používat příliš vysokých kapalinových sloupců, je výhodné pracovat s roztokem xanthogenátu celulózy o nízkém koloidněchemickém stupni zralosti až do 8 °H.

Koalugované kuličky xanthogenátu celulózy se na opačném konci trubky, než je dávkování, kontinuálně vyplachují kapalinou. Ve zvláštním pracovním postupu se oddělí xanthogenátové kuličky do inertní kapaliny, к rozložení xanthogenátu celulózy se nechají zreagovat s kyselinou a promyjí se. Produkt se může použít ve vlhkém stavu nebo se suší odpařením vody nebo záměnou rozpouštědla.

Podstatné výhody tohoto postupu záleží v tom, že velikost kuliček je velmi jednotná a může se měnit a že se během procesu zabrání průchodu rozhraním mezi dvěma kapalinami. Velikost kulovitých kapiček polymerního roztoku závisí na průměru dávkovacího otvoru, na ploše materiálu, který obklopuje dávkovači otvor, na vztlaku - který je úměrný rozdílu mezi : hustotou inertní kapaliny a hustotou roztoku xanthogenátu celulózy na viskozitě polymerního roztoku, jakož i na mezipovrchovém napětí mezi kapalinou a polymerním roztokem,

Další výhodou postupu podle vynálezu je, že se mohou připravit také kuličky s menším jednotným průměrem, když se dávkovacím otvorem vibruje.

Jako dávkovači otvor může být v nejjednodušším případě použita skleněná trubka vytažená do kapiláry. К dopravě polymerního roztoku dávkovacím otvorem lze použít zubových čerpadel osvědčených v průmyslu chemických vláken. Pro laboratorní přípravu se hodí také injekční stříkačky s jehlou různého průměru, anebo se polymerní roztok dopravuje tlakem vzduchu.

Další výhodou způsobu podle vynálezu je, že vyrobené pevné kulovité polymerní částečky mají jednotný průměr a hladký vnější povrch a tak se obzvláště hodí jako výchozí materiál pro aktivní uhlí.

V dalším popisu je vynález blíže objasněn na příkladech provedení.

Příklad 1

Roztok xanthogenátu celulázy v hydroxidu sodném, který obsahuje 5 % celulózy a 4 % hydroxidu sodného, jakož viskozita je 2,8 Pa.s a hustota 1,08, se protlačil při koloidněchemické zralosti 5 °Hottenroth kapilárou při 95*°C do nitrobenzenu (hustota 1,203 při 20 °C) (vedení procesu zezdola nahoru). Otvor kapiláry měl průměr 0,5 mm, síla stěny na kapilárním konci skleněná trubice 0,3 mm. Výška kapalinového sloupce 1200 mm. Získaly se kuličky xanthogenátu celulózy o průměru 1,6 mm. Po rozložení xanthogenátu celulózy 1 N kyselinou ,sírovou a promytí vodou byl jednotný průměr celulózových kuliček 1,4 mm.

Příklad 2

Postup byl jako v příkladě 1 s tím rozdílem, že roztok xanthogenátu celulózy se protlačoval při 20 °C do nitrobenzenu a nitrobenzen se zahříval až nad tryskou, takže se při výšce kapalinového sloupce 1400 mm teprve ve výši 400 mm nad tryskou dosahovalo u nitrobenzenu teploty 95 °C. Získaly se kuličky xanthogenátu celulózy o průměru 2,4 mm, po rozkladu xanthogenátu celulózy a promytí byl jednotný průměr 2,1 mm.

Příklad 3

Roztok xanthogenátu celulózy v hydroxidu sodném, který obsahoval 5 % celulózy a 4 % hydroxidu sodného a jehož viskozita byla 2,8 Pa.s a hustota 1,08, se protlačoval při коloidněchemické zralosti 5 °Hottenroth kapilárou při 95 °C do n-oktanu (hustota 0,703 při 20 °C) (proces postupem shora dolů). Otvor kapiláry měl průměr 0,5 mm, síla stěny na kapilárním konci skleněné trubice 0,3 mm. Výška kapalinového sloupce byla 1200 mm. Získaly se kuličky xanthogenátu celulózy o průměru 1,9 mm. Po rozložení xanthogenátu celulózy a promytí vodou měly kuličky celulózy jednotný průměr 1,7 mm.

Příklad 4

Postup byl jako v příkladě 1 s tím rozdílem, že kapilární trubice upevněná gumou byla vibrována vibrátorem. Průměr celulózových kuliček byl po rozložení a promytí jednotný 0,4 mm.

Příklad 5

Postup byl jako v příkladě 3 s tím rozdílem, Že kapilární trubice byla vibrována vibrátorem. Průměr celulózových. kuliček po rozložení a promytí’byl 0,6 mm.

Claims (7)

1. Způsob výroby celulózových kuliček z roztoků xanthogenátu celulózy, vyznačený tím, že se roztok xanthogenátu celulózy protlačuje dávkovacími otvory do inertní kapaliny, která vytváří s roztokem xanthogenátu celulózy fázové rozhraní, a vzniklé kulovité útvary se v této kapalině tepelně koagulují.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se tělesem, které je opatřeno dávkovacími otvory, vibruje.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se použije inertní kapaliny, jejíž hustota je větší než hustota roztoku xanthogenátu celulózy, přičemž dávkovači proces probíhá zespodu nahoru.

4. Způsob podle podu 1, vyznačený tím, že se použije inertní kapaliny, jejíž hustota je menší než hustota roztoku xanthogenátu celulózy, přičemž dávkovači proces probíhá seshora dolů.

5. Způsob podle bodů 1 a 3, vyznačený tím, Že se jako inertní kapaliny použije nitrobenzenu.

6. Způsob podle bodů 1 a 4, vyznačený tím, že se jako inertní kapaliny použije n-oktanu.

7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačený tím, že se tepelná úprava provádí při teplotě 70 až 100 °C.