CS211625B1

CS211625B1 - Process for preparing ion exchange derivatives of pearl cellulose

Info

Publication number: CS211625B1
Application number: CS914379A
Authority: CS
Inventors: Jiri Hradil; Vaclav Musil; Vladimir Horak
Original assignee: Jiri Hradil; Vaclav Musil; Vladimir Horak
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy ionexových derivátů v perlové formě. Podstata způsobu přípravy ionexových derivátů perlové celulosy podle vynálezu spočívá v tom, že na perlovou celulosu se působí činidlem vybraným ze skupiny zahrnující sodnou sůl kyseliny chlormethylfosforečné, močovinu s kyselinou fosforečnou a kysličníkem fosforečným, sek.fosforečnan amonný s močovinou, hydrochlorid 1-chlor-2-hydroxy-3-diethylamino propanu, 1-chlor-2,3-epoxypropan s triethanolaminem. Výhodou ionexových derivátů perlové celulosy, připravených způsobem podle vynálezu, je vyšší hmotnostní kapacita připravených celulosových ionexů, zejména vyšší objemová kapacita ve srovnání se stávajícími celulosovými ionexyThe invention relates to a method for preparing ion exchange derivatives in pearl form. The essence of the method for preparing ion exchange derivatives of pearl cellulose according to the invention consists in that pearl cellulose is treated with an agent selected from the group comprising sodium chloromethylphosphoric acid, urea with phosphoric acid and phosphorus pentoxide, sec.ammonium phosphate with urea, 1-chloro-2-hydroxy-3-diethylaminopropane hydrochloride, 1-chloro-2,3-epoxypropane with triethanolamine. The advantage of ion exchange derivatives of pearl cellulose, prepared by the method according to the invention, is a higher mass capacity of the prepared cellulose ion exchanges, in particular a higher volume capacity in comparison with existing cellulose ion exchanges

Description

Vynález se týká způsobu přípravy ionexových derivátů v perlové formě.The invention relates to a process for preparing ion exchange derivatives in pearl form.

Ionexové deriváty byly dosud připraveny téměř výlučně z fibrilární celulosy. Stávající stav přípravy ionexových derivátů perlové celulosy byl popsán v Čs. a. o. 193 292 (10. 5. 1979), Čs. a. o. 195 205 (28. 8. 79) a Čs. a. o. 199 420 (8. 2. 80). Nevýhodou ionexů připravených na bázi fibrirální celulosy jsou především špatné hydrodynamické vlastnosti v koloně, nízká hmotnostní i objemová kapacita a velké objemové změny se změnou pH a iontovou sílou.Until now, ion exchange derivatives have been prepared almost exclusively from fibrillar cellulose. The current state of preparation of ion exchange pearl cellulose derivatives has been described in Cs. 193 292 (May 10, 1979), Cs. 195 205 (August 28, 79) and Cs. 199,420 (February 8, 80). The disadvantages of ion exchangers prepared on the basis of fibrous cellulose are mainly poor hydrodynamic properties in the column, low weight and volume capacity and large volume changes with pH change and ionic strength.

Podstata způsobu přípravy ionexových derivátů perlové celulosy podle vynálezu spočívá v tom, že na perlovou celulosu se působí činidlem vybraným ze skupiny zahrnující sodnou sůl kyseliny chlormethylfosforečné, močovinu s kyselinou fosforečnou a kysličníkem fosforečným, sek.fosforečnan amonný s močovinou, hydrochlorid 1-chlor-2-hydroxy-3-diethylamino propanu, ,-chlor-2,3-epoxypropan s triethanolaminem.According to the invention, the bead cellulose is treated with an agent selected from the group consisting of sodium chloromethylphosphoric acid, urea with phosphoric acid and phosphorus pentoxide, ammonium phosphate with urea, 1-chloro-2 hydrochloride. -hydroxy-3-diethylamino propane, -chloro-2,3-epoxypropane with triethanolamine.

Ve výhodném provedení způsobu přípravy ionexových derivátů perlové celulosy podle vynálezu se reakce provádí ve vodně alkalickém prostředí nebo v prostředí vody a organických rozpouštědlech vybraných ze skupiny: xylen, chlorbenzen, lakový benzin, aceton, ethanol v 15 až 50 hmot, NaOH při teplotě 25 až 140 °O po dobu 5 min až 5 hodin.In a preferred embodiment of the process for the preparation of the bead cellulose ion exchange derivatives according to the invention, the reaction is carried out in an aqueous alkaline or water medium and organic solvents selected from: xylene, chlorobenzene, white spirit, acetone, ethanol in 15 to 50 wt. 140 ° O for 5 min to 5 hours.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že jako výchozí produkt je možno použít sesítěnou celulosu připravenou podle Čs. a. o. 193 202 (10. 5· 1977). Chemickou přeměnou sesítěné perlové celulosy se dosáhne vyššího technického účinku spočívajícího nejen ve vyšší hmotnostní kapacitě připravených celulosových ionexů (' až 5,82 mmol/g), ale zejména ve vyšší objemové kapacitě (až '1 mmol/cm^) ve srovnání se stávajícími čelulosovými ionexy, jejichž objemová kapacita je 0,1 mmol/cm^. Sesítěné ionexové deriváty perlové celulosy mají také nízké objemové změny se změnou pH a iontovou sílou plynoucí z nízkého obsahu vody (3,5 až 7 g HgO/g) ve standardním stavu.An advantage of the process according to the invention is that cross-linked cellulose prepared according to Cs. No. 193,202 (May 10, 1977). The chemical conversion of the cross-linked bead cellulose results in a higher technical effect consisting not only in the higher weight capacity of the prepared cellulose ion exchangers (up to 5.82 mmol / g) but in particular in the higher volume capacity (up to 1 mmol / cm 2). ion exchangers having a bulk capacity of 0.1 mmol / cm 2. The crosslinked ion exchange pearl cellulose derivatives also have low volume changes with pH change and ionic strength resulting from the low water content (3.5 to 7 g HgO / g) in the standard state.

Postup podle vynálezu charakterizují následující příklady, aniž by se tím rozsah vynálezu nějakým způsobem omezoval.The process according to the invention is characterized by the following examples without limiting the scope of the invention in any way.

Příklad 1 dílů perlové celulosy se na fritě promyje 30 díly vodného roztoku sodné soli kyseliny chlormethylfosforečné, převede do reaktoru, přidá 30 dílů roztoku hydroxidu sodného (25 hmot. % a zahřeje rychle během 30 minut na ,40 °C). Po ochlazení se promyje ,0 hmot. % chloridu sodného a destilovanou vodou. Připravená fosfátomethylcelulosa v perlové formě je odolná ke kyselé i alkalické hydrolyse a obsahuje 1,29 mmol/g výměnné kapacity vůči malým iontům.Example 1 parts of pearl cellulose are washed on a frit with 30 parts of an aqueous solution of sodium chloromethylphosphoric acid, transferred to the reactor, 30 parts of sodium hydroxide solution (25 wt%) are added and heated rapidly to 30 ° C over 30 minutes. After cooling, it is washed with 0 wt. % sodium chloride and distilled water. The prepared pearly form phosphate-methylcellulose is resistant to both acid and alkaline hydrolysis and contains 1.29 mmol / g of small ion exchange capacity.

Příklad 2 dílů sesítěné perlové celulosy se na nuči promyje 30 díly 15-hmot. % roztoku močoviny a sek.fosforečnanu amonného a odebere stejný objem vody. Celulosa s nasáklým činidlem se umístí v sušárně, kde se zahřeje na 2 hodiny na teplotu 130 °C a 5 min na 175 °C. Po p.romytí byl získán produkt, který je stálý vůěi vroucímu 1 hmot. % NaOH s výměnnou kapacitou vůči malým iontům 1,94 mmol/g.EXAMPLE 2 parts of cross-linked bead cellulose are washed with 30 parts of 15 wt. % urea and ammonium phosphate solution and withdraw the same volume of water. The cellulose with the soaked reagent is placed in an oven where it is heated to 130 ° C for 2 hours and 175 ° C for 5 minutes. After washing, a product is obtained which is stable to boiling 1 wt. % NaOH with a small ion exchange capacity of 1.94 mmol / g.

Příkladů dílů sesítěné perlové celulosy se na fritě promyje 7,6 díly 50 hmot. % roztoku NaOH, odebere se odpovídající objem vody z výtoku a zbytek se převede do reaktoru. K nabotnalé sesítěné perlové celulose se přidá 11,7 dílu roztoku hydrochloridu 1-chlor-2-hydroxy-3-diethylaminopropanu připraveného z 3,2 dílu diethylaminu a 4,1 dílu 1-chlor-2,3-epoxypropanu po dobu 5 hodin při 25 až 30 °C a následným působením 4,5 dílu 36 hmot. % HC1 při teplotě nižší než 45 °C po separaci horní vrstvy.Examples of parts of crosslinked bead cellulose are washed on the frit with 7.6 parts of 50 wt. % of the NaOH solution, remove the corresponding volume of water from the effluent and transfer the residue to the reactor. To the swollen cross-linked cellulose is added 11.7 parts of a 1-chloro-2-hydroxy-3-diethylaminopropane hydrochloride solution prepared from 3.2 parts of diethylamine and 4.1 parts of 1-chloro-2,3-epoxypropane for 5 hours at 25 to 30 ° C and subsequent treatment with 4.5 parts of 36 wt. % HCl at less than 45 ° C after separation of the top layer.

Perlová celulosa se reaguje s uvedeným činidlem 5 hodin při 90 °C, pak se ochladl na 25 až 30 °C, odsaje na nuěi a promyje ethanolem a destilovanou vodou do neutrální reakoe.The bead cellulose is reacted with the reagent at 90 ° C for 5 hours, then cooled to 25-30 ° C, suction filtered and washed with ethanol and distilled water until neutral.

Produkt má výměnnou kapacitu vůči malým iontům 1,4 mmol/g a obsah vody 2,9 až 5,5 g HgO/g ve standardním stavu.The product has a small ion exchange capacity of 1.4 mmol / g and a water content of 2.9-5.5 g HgO / g in the standard state.

Příklad 4' dílů odsátě sesítěné perlové oelulosy se na fritě promyje 10,4 díly 50 hmot. % NaOH a odebere se alikvotni podíl vody do neutrálního pH.Example 4 'parts of aspirated crosslinked pearl oellulose were washed on the frit with 10.4 parts of 50 wt. % NaOH and an aliquot of water is removed to neutral pH.

Perlová celulosa nabotnalá v louhu sodném se převede do reaktoru a po homogenisaoi se za míchání přidává v pěti dávkách 11,8 dílu 1-chlor-2,3-epoxypropanu a 19,5 dílu triethano laminu po 30 minutách míchání při teplotě 25 až 45 °C vyhřáto na 80 °C a na této teplotě udržováno 3 hodiny. Po ochlazeni na 25 °C, odfiltrováno na nuči a promyto ethanolem a destilovanou vodou.Sodium hydroxide swollen cellulose is transferred to the reactor, and after homogenization, 11.8 parts of 1-chloro-2,3-epoxypropane and 19.5 parts of triethanolamine are added in five portions with stirring after stirring for 30 minutes at 25 to 45 °. C heated to 80 ° C and held at this temperature for 3 hours. After cooling to 25 ° C, suction filtered and washed with ethanol and distilled water.

Byla získána perlová celulosa se silně bazickými triethanolamoniovými skupinami v koncentraci 0,9 mmol/g. Obsah vody ve standardním stavu byl 4,5 až 6,0 g HgO/g.Pearl cellulose with strongly basic triethanolammonium groups was obtained at a concentration of 0.9 mmol / g. The water content in the standard state was 4.5 to 6.0 g HgO / g.

Claims

A process for the preparation of anion exchange derivatives of pearl cellulose, characterized in that the pearl cellulose is treated with an agent selected from the group consisting of sodium chloromethyl phosphoric acid, urea with phosphoric acid and phosphoric oxide, urea with ammonium phosphate, 1-chloro-2 hydrochloride. -hydroxy-3-diethylaminopropane, 1-chloro-2,3-epoxypropane with triethanolamine.

2. Process according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in an aqueous alkaline medium and / or in the presence of organic solvents selected from the group of xylene, chlorobenzene, white spirit, acetone and ethanol in 15 to 50 wt. % NaOH at 25 to 175 ° C for 5 min to 5 hours.