CS211876B1 - Method of making the netted carboxymethylcelulose of high sorption capacity - Google Patents
Method of making the netted carboxymethylcelulose of high sorption capacity Download PDFInfo
- Publication number
- CS211876B1 CS211876B1 CS302980A CS302980A CS211876B1 CS 211876 B1 CS211876 B1 CS 211876B1 CS 302980 A CS302980 A CS 302980A CS 302980 A CS302980 A CS 302980A CS 211876 B1 CS211876 B1 CS 211876B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- carboxymethylcellulose
- salt
- aqueous
- sorption capacity
- crosslinked
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 30
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 29
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 29
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 229920002785 Croscarmellose sodium Polymers 0.000 claims description 9
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 6
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims description 5
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YCNZFPXXIWEFCF-UHFFFAOYSA-N alumane;sodium Chemical compound [Na].[AlH3] YCNZFPXXIWEFCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N N,N'-dimethylurea Chemical compound CNC(=O)NC MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011243 crosslinked material Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical class C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical group 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby zesíťované· karboxymetylcelulózy o vysoké sorpční kapacitě, hodící se zejména k výrobě zdravotně nezávadného produktu, či poloproduktu, vhodného k dalšímu použití především ve farmaceutickém průmyslu, při výrobě obvazových materiálů, speciálních plen apod.The present invention relates to a process for the production of cross-linked carboxymethylcellulose having a high sorption capacity, particularly suitable for the production of a non-toxic product or semi-product suitable for further use, particularly in the pharmaceutical industry, in the production of dressing materials, special diapers and the like.
Vodorozpustnou alkalickou sůl karboxymetylcelulózy o stupni substituce nad 0,3 lze převést do nerozpustného stavu vytvořením zesíťované prostorové struktury. Tímto způsobem lze získat vlákna, fólie a povlaky značně vysoké sorpční kapacity, vhodné pro četné aplikační oblastí. Jelikož zesítěná karboxymetylcelulóza má ve vysoce nabotnaném stavu charakter kompaktního gelu o nízké mechanické pevnosti, používá se někdy ve spojení s vláknitou výstuží. Struktura makromalekul karboxymetylcelulózy s početnými funkčními skupinami podél řetězce je pro síťující reakce velmi příznivá. Jako reaktivní centra přicházejí v úvahu především volné hydroxy · lo.vé iskupiny, a úměrně stupni 'substituce také karboxyloivé skupiny. Tvorba dostatečně stabilních síťových struktur je výsledkem ireakcí činidel poskytujících můstky mezi sousedními makro-molefculárními řetězci. K dosažení prvního podílu nerozpustné frakce je zapotřebí, aby na každou průměrnou makromolekulu připadala minimálně polovina síťové vazby.The water-soluble alkaline salt of carboxymethylcellulose with a degree of substitution above 0.3 can be rendered insoluble by forming a cross-linked spatial structure. In this way, fibers, films and coatings of a very high sorption capacity suitable for many application areas can be obtained. Since the cross-linked carboxymethylcellulose, in the highly swollen state, has the character of a compact gel of low mechanical strength, it is sometimes used in conjunction with fiber reinforcement. The structure of carboxymethylcellulose macromolecules with numerous functional groups along the chain is very favorable for crosslinking reactions. Suitable reactive centers are, in particular, free hydroxy groups and, in proportion to the degree of substitution, also carboxy groups. The formation of sufficiently stable network structures is the result of the irrigation of bridging agents between adjacent macro-molefular chains. In order to achieve the first fraction of the insoluble fraction, it is necessary that at least one half of the network bond per each average macromolecule.
Rozpustnost karboxymetylcelulózy ve vodě a vodných roztocích solí je podmíněna přítomností alkálie. Náhradou alkalických iontů vodíkovými vzniká nerozpustná volná karboxymetylcelulóza. V tomto případě však nejde o zesítění, ale o různou rozpustnost více či méně hydrofilní substance. Volnou karboxymetylcelulózu lze připravit výměnou iontů nebo termickým rozkladem její amonné soli. Nerozpustné povlaky na tabletách s Na-karbo.xymetylcelulózou jako pojivém lze získat působením zředěných anorganických kyselin. Zahříváním karboxymetylcelulózy s jistým podílem volných karboxylových skupin dochází k esterifikační reakcí s hydroxylovými funkčními skupinami téže nebo sousední makromolekuly. Intermolekulárni esterifikací tak vznikají síťové vazby značné stability. Uvedeného principu bylo využito v technologii výroby vodonerozpustných, vysoce hydrofllních vláken karboxymetylcelulózy, jejichž sorpční kapacita dosahuje v rovnováze až 45násobku vlastního objemu.The solubility of carboxymethylcellulose in water and aqueous salt solutions is conditioned by the presence of an alkali. The substitution of alkali ions with hydrogen produces insoluble free carboxymethylcellulose. In this case, however, it is not a cross-linking but a different solubility of a more or less hydrophilic substance. Free carboxymethylcellulose can be prepared by ion exchange or by thermal decomposition of its ammonium salt. Insoluble coatings on tablets with Na-carboxymethylcellulose as binder can be obtained by the action of dilute inorganic acids. Heating of carboxymethylcellulose with some free carboxyl groups results in esterification reaction with hydroxyl functional groups of the same or adjacent macromolecule. Intermolecular esterification thus results in network bonds of considerable stability. This principle has been used in the production of water-insoluble, highly hydrophilic carboxymethylcellulose fibers, whose sorption capacity reaches up to 45 times its own volume in equilibrium.
Značný praktický význam mají síťující reakce vedoucí ke kovalentním acetalovým mezimolekulárním vazbám. Příkladem může být působení aldehydů na hydroxylové skupiny karboxymetylcelulózy. Rychlost síťujících reakcí s aldehydy stoupá s teplotou a v důsledku snížení pH. Za příznivých sterických podmínek vodného roztoku karboxymetylcelulózy se tvoří síťové vazby na více místech podél makromolekulárních řetězců. Síťování formaldehydem se využívá v textilní technologii. Podobně jako formaldehyd, ale výrazně rychleji, reagují také dialdehyldy.Crosslinking reactions leading to covalent acetal intermolecular bonds are of great practical importance. An example is the action of aldehydes on hydroxyl groups of carboxymethylcellulose. The rate of crosslinking reactions with aldehydes increases with temperature and as a result of lowering the pH. Under favorable steric conditions of an aqueous solution of carboxymethylcellulose, crosslinks are formed at multiple sites along the macromolecular chains. Formaldehyde crosslinking is used in textile technology. Like formaldehyde, but much faster, dialdehydes also react.
Jinou možnost síťování karboxymetylcelulózy poskytují kondenzáty'aldehydů s močovinou nebo melaminem. Typickými činidly jsou dimetylmočovina, tetrametylmočovina, mono- až hexametylolmetamln. Odvozených variant dymetylolových sloučenin, doporučovaných pro síťování karboxymetylcelulózy je známa celá řada. Tvorba mezimolěkulárních vazeb je výsledkem kondenzační reakce dimetylolových sloučenin s hydroxylovými skupinami karboxymetylcelulózy. Reakce je urychlována přísadou katalyzátorů, např. -am-anných (soli silných anorganických kyselin, které se v průběhu sušení fólií nebo povlaků za zvýšených teplot štěpí a zvyšují aciditu prostředí. Dobrých výsledků se rovněž dosahuje katalýzou organickými kyselinami. Síťování karboxymetylcelulázy probíhá podle druhu použitého činidla a ‘katalyzátoru jpřl teplotách 80 až 140 °C. Zesíťované filmy a povlaky je třeba zbavit nežreagovaných podílů činidel extrakcí vodou za zvýšené teploty. Značně nábotnalá struktura přitom usnadňuje difúzí rozpouštědla. Síťové vazby uvedeného typu jsou však zvláště za zvýšené teploty nestabilní a dochází, k jejich štěpení, které je doprovázeno únikem toxického fbrmaldehydu. Tento nežádoucí jev se dosud nepodařilo eliminovat.Another possibility of cross-linking carboxymethylcellulose is provided by aldehyde condensates with urea or melamine. Typical agents are dimethyl urea, tetramethylurea, mono- to hexamethylolmethamine. Derived variants of the dymethylol compounds recommended for crosslinking carboxymethylcellulose are known in the art. The formation of intermolecular bonds is the result of the condensation reaction of dimethylol compounds with hydroxyl groups of carboxymethylcellulose. The reaction is accelerated by the addition of catalysts such as amine (salts of strong inorganic acids, which break down during the drying of films or coatings at elevated temperatures and increase the acidity of the environment. Good results are also achieved by catalysis with organic acids. The crosslinking films and coatings should be freed of unreacted proportions of reagents by extraction with water at elevated temperature, while the highly swollen structure facilitates solvent diffusion, but network bonds of this type are particularly unstable at elevated temperatures. They have not been able to eliminate this unwanted phenomenon.
Bifunkční epoxidové sloučeniny reagují s hydroxylovými skupinami karboxymatylcelulózy za vzniku síťových vazeb. K tomuto účelu se doporučují diglycidylétery polyoxyetylónglykolů, jejichž předností je značná délka molekuly a tím také síťových můstků mezi sousedními -makromolekulami, příznivě ovlivňuje deformační schopnost a ohebnost struktury. Jistý podíl epoxidové sloučeniny reaguje intramolekulárně a snižuje tak výtěžek zesítění. Reakce epichlorhydrinu je dostatečně účinná jen v alkalickém prostředí, které neutralizuje odštěpený HC1. Fólie karboxymetylcelulózy zesítěné popsaným způsobem -byly použity ke zhotovení iontoměnlčových membrán. Nevýhodou procesu je opět toxicita síťujícího činidla. Účinek ionizujícího záření v dávkách 20 až 50 kGy na karboxymetylcelulózu zesítěnou 3 % hmotnostními epiehlorhydrinu se projeví dodatečným růstem sorpční schopnosti vody a vodných roztoků. Překročení dávky 50 kGy způsobuje již degradaci a pokles sorpční schopností.The bifunctional epoxy compounds react with the hydroxyl groups of carboxymathylcellulose to form crosslinks. For this purpose it is recommended to diglycidyl ethers of polyoxyethylene glycols, the advantage of which is the considerable length of the molecule and thus also the network bridges between neighboring macromolecules, favorably affecting the deformation and flexibility of the structure. Some of the epoxy compound reacts intramolecularly and thus reduces the crosslinking yield. The epichlorohydrin reaction is sufficiently effective only in an alkaline medium that neutralizes the cleaved HCl. The carboxymethylcellulose films crosslinked as described above were used to make ion exchange membranes. The disadvantage of the process is again the toxicity of the crosslinking agent. The effect of ionizing radiation at doses of 20 to 50 kGy on carboxymethylcellulose cross-linked with 3% by weight of epiehlorohydrin results in an additional increase in the sorption capacity of water and aqueous solutions. Exceeding the dose of 50 kGy already causes degradation and decrease in sorption ability.
Rozpustnost karboxymetylcelulózy je podmíněna její přeměnou na alkalickou sůl a odpovídajícím zvýšením hydrofilnosti. . Nahradí-li se část alkalických iontů vícevalentními kationty dojde v důsledku spojení karboxylových skupin sousedních makromolekul k přechodu do zesítěnóho stavu. Zesíťoivání lze d.oísáhno,ut přísadou lontů Cu++, Fe+ + +, Cr+ + +, Al + + + a OÚ2 + + k vodnému roztoku karboxymetylcelulózy. Vysušením, nerozpustného gelu lze připravit zesíťovanou karboxymetylcelulózu v pevném stavu. Vysrážení lze zabránit komplexotvornými látkami. Ze směsi roztoků sodné soli karboxymetylcelulózy, oxykyselin a solí některých z uvedených kovů vznikají nerozpustné povlaky a fólie až po rozpadu .komplexů zahříváním na teplotu 105 °C.The solubility of carboxymethylcellulose is conditioned by its conversion to the alkali salt and a corresponding increase in hydrophilicity. . When a part of the alkali ions is replaced by polyvalent cations, the transition to the crosslinked state occurs as a result of the linking of the carboxyl groups of adjacent macromolecules. Crosslinking can be accomplished by addition of Cu ++ , Fe ++ + , Cr ++ + , Al ++ + and O 2+ + ions to an aqueous solution of carboxymethylcellulose. By drying the insoluble gel, crosslinked carboxymethylcellulose can be prepared in the solid state. Precipitation can be prevented by complexing agents. The mixture of solutions of sodium carboxymethylcellulose, oxyacids and salts of some of these metals forms insoluble coatings and films only after the complexes disintegrate by heating to 105 ° C.
Ionty Fe++ neposkytují na rozdíl od železitých nerozpustnou zesíťovanou sraženinu karboxymetylcelulózy. Zesíťóvané fólie nebo povlaky se proto připravují oxidací roztoků obsahujících ionty Fe++ vzdušným kyslíkem. V případě iontů CrOc- se podobného efektu dosáhne naopak redukcí účinkem glykolu, nebo lépe bisulfltu.Unlike ferric ions, Fe ++ ions do not provide an insoluble cross-linked carboxymethylcellulose precipitate. Crosslinked films or coatings are therefore prepared by oxidizing solutions containing Fe ++ ions with atmospheric oxygen. In the case of CrOc - ions, a similar effect is achieved by reduction by the action of glycol, or more preferably bisulfate.
Podstatnou nevýhodou prakticky všech popsaných způsobů výroby zesíťóvané .karboxymetylcelulózy je použití toxických síťujících činidel, jejichž nezreagované podíly se mohou vytěsňovat nebo mohou být v podmínkách použití extrahovány. Ze zkušeností je známo, že dochází často také k dlouhodobému uvolňováni zdravotně závadných produktů destrukcí nestabilních sítových vazeb. Síťující reakce probíhají zpravidla v několikaprocentním vodném roztoku karboxymetylcelulózy. Odstranění velkých podílů vody ze zesítěného gelu vyžaduje energicky náročné vysušení produktu, popřípadě jeho mechanickou desintegraci.A substantial disadvantage of virtually all of the processes described for the production of crosslinked carboxymethylcellulose is the use of toxic crosslinking agents whose unreacted fractions may be displaced or extracted under the conditions of use. It is known from experience that long-term release of health-defective products also occurs through the destruction of unstable network bonds. The crosslinking reactions generally take place in an aqueous solution of carboxymethylcellulose, which is several percent aqueous. The removal of large amounts of water from the crosslinked gel requires energy-intensive drying of the product or its mechanical disintegration.
Výše zmíněné nevýhody známých způsobů výroby si klade za cíl odstranit způsob výroby zesíťované karboxymetýlcelulózy o vysoké sorpční kapacitě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na práškovitou nebo granulovanou alkalickou sůl karboxymetylcelulózy o čistotě minimálně 99 % se za současné homogenizace působí tlakově rozprášenou disperzí vodného roztoku 'hlinité soli a získaný produkt se vysuší.The aforementioned disadvantages of the known production methods are to eliminate the process according to the invention for the crosslinked carboxymethylcellulose having a high sorption capacity, which is characterized in that a powdered or granulated carboxymethylcellulose alkaline salt of at least 99% purity is treated with a pressure sprayed aqueous dispersion. solution of aluminum salt and the product obtained is dried.
Do homogenizované alkalické soli karboxymetylcelulózy se rozprašuje pouze množství vodného roztoku hlinité soli, jež je způsobilé částečně nabotnat částice alkalické soli, a současně zachovat jejich geometrický tvar i volnou .pohyblivost.Only an amount of an aqueous aluminum salt solution that is capable of partially swelling the alkali salt particles is sprayed into the homogenized carboxymethylcellulose alkaline salt while maintaining their geometric shape and free movement.
Vodný roztok hlinité soli se dávkuje v množství, které odpovídá 1/5 až 1/30 stechiometrického.The aqueous aluminum salt solution is dosed in an amount corresponding to 1/5 to 1/30 stoichiometric.
Navržený způsob je tedy ve své podstatě modifikací práškovité nebo granulované alkalické soli karboxymetylcelulózy působením kapiček mlhy vodného roztoku hlinité soli v podstechiometrickém množství za stálého míchání, využívající rychlé difúze roztoku v mírně nabotnalé struktuře částic za současné reakce iontů AI4 1'· s makromolekulárními řetězci, postupující od povrchu směrem ke středu částic za přechodu do nerozpustného zesíťovaného stavu o vysokém stupni botnání a retence vody a vodných roztoků solí.The proposed method is thus basically a modification of the powdered or granular alkali metal salt of carboxymethyl cellulose by treatment with droplets of mist of an aqueous solution of an aluminum salt in a substoichiometric amount with stirring, using a rapid diffusion of the solution in a slightly swollen particle structure, the simultaneous reactions of ions AI 4 1 '· s macromolecular chains, advancing from the surface towards the center of the particles to transition to an insoluble crosslinked state with a high degree of swelling and retention of water and aqueous salt solutions.
Způsobem výroby podle vynálezu lze vyrobit hygienicky nezávadnou zesítěnou karboxymetylcelulózu, jež má schopnost zvětšit svůj původní objem 45násobně a udržet sorbovanou kapalinu i při působení tlaku min. 10 kPa. Hygienická nezávadnost je zaručena použitím neškodného síťujícího činidla a izákladní suroviny o vysoké čistotě, odpovídající normě pro potravinářský i farmaceutický průmysl. Další předností je značná úspora energie, jelikož podíl vody je nepatrný, takže při sušení se vyžaduje teplota jen do 60 až 80 °C. Podíl vody činí 80%, zbytková vlhkost činí 5 %, takže je nutno odpařit 75 %, zatímco u dosud známých způsobů je nutno odpařit až 2Onásobeik vody. V neposlední radě je výhodou navrženého způsobu zachování velkého kontaktního povrchu granulátu pro sorpci kapalin.The process according to the invention makes it possible to produce a cross-linked, cross-linked carboxymethylcellulose which is hygienically safe and which has the capacity to increase its original volume by 45 times and to retain the sorbed liquid even under a pressure of min. 10 kPa. Hygienic safety is ensured by the use of a harmless crosslinking agent and a high-purity raw material complying with the standards for the food and pharmaceutical industries. Another advantage is the considerable energy savings, since the proportion of water is negligible, so that only up to 60 to 80 ° C is required for drying. The proportion of water is 80%, the residual moisture is 5%, so 75% has to be evaporated, while in the known methods up to 20 times the water have to be evaporated. Last but not least, it is an advantage of the proposed method of maintaining a large contact surface of the granulate for liquid sorption.
Rychlosti difúze v systému byly zhodnoceny technikou mikrotaterferometrie. Na základě výsledků měření byly vypočteny minimální potřebné doby procesu difúzně řízené reakce v částicích Na-karboxymetylcelulózy. Praktické zkoušky prokázaly, že pro stanovené velmi krátké difúzní časy rozhoduje o průběhu procesu síťování výhradně rychlost dávkování roztoku hlinité soli. Bylo ověřeno, že .k dosažení nerozpustností Nakarboxymetylcelulózy je podle jejího polymeračního stupně zapotřebí 1/30 až 1/10 stechiometrického množství hlinitých iontů. Při menších dávkách zůstává část karboxymetylcelulózy nadále rozpuštěna. Produktem síťující reakce je pouze zdravotně nezávadný NaCl. Hlinité ionty reagují ze sterických přičiň převážně s jednou, méně často pak se dvěma karboxylovýml skupinami. Prášek nebo granulát zachovávají po sorpci roztoku činidla 'hmotnosti 0,1 až 1,5, vztaženo na výchozí hmotnost vzorku polymeru, svůj geometrický tvar a konzistenci, částice jsou nelepivé a nadále volně pohyblivé. Po vysušení na vzduchu za teploty okolního prostředí nebo při zvýšené teplotě se získá zesíťovaný materiál, který se vyznačuje rychlým průběhem sorpce a difúze vody.Diffusion rates in the system were evaluated by microtaterferometry technique. Based on the measurement results, the minimum required process times for the diffusion-controlled reaction in the Na-carboxymethylcellulose particles were calculated. Practical tests have shown that for the very short diffusion times determined, the rate of the crosslinking process is determined solely by the feed rate of the aluminum salt solution. It has been verified that 1/30 to 1/10 of the stoichiometric amount of aluminum ions is required to achieve the insolubility of carboxymethylcellulose according to its polymerization degree. At lower doses, some of the carboxymethylcellulose remains dissolved. The product of the cross-linking reaction is only healthy NaCl. Aluminum ions react from steric causes predominantly with one, less often with two carboxyl groups. The powder or granulate retains their geometrical shape and consistency after adsorption of the reagent solution having a weight of 0.1 to 1.5 based on the starting weight of the polymer sample, the particles being non-sticky and still free to move. After drying in air at ambient or elevated temperature, a crosslinked material is obtained which is characterized by a rapid course of water sorption and diffusion.
Následující příklady způsobu zesíťóvané karboxymetylcelulózy slouží k ilustraci možností aplikace předloženého vynálezu, jimi však není předmět vynálezu vyčerpán ani omezen.The following examples of the crosslinked carboxymethylcellulose process serve to illustrate the possibilities of application of the present invention, but are not intended to limit or limit the invention.
Příklad 1Example 1
Do šikmého bubnového homogenlzátoru se nasype 10 kg granulované Na-karboxymetylcelulózy o velikosti částic od 0,2 do 0,4 mm, stupně substituce 0,6 až 0,8 a čistotě 99,5 .%, určené pro použiti v potravinářském nebo farmaceutickém průmyslu. Po uvedení homogenizátoru do chodu se do vnitřního prostoru rozptýlí tlakovou pistol'. 5 1 roztoku, obsahujícího 5/10 stechiometrického množství AlCh. Zesítěný granulát je pak za stálého chodu homogenizátoru vysušen proudem vzduchu o teplotě 80 až 120 °C na maximální obsah vlhkosti 5 %. Získaný produkt absorbuje během jedné minuty až lSnásofoek, v rovnováze až 45násobe>k vody a přechází na kompaktní gel. Příklad 210 kg of granulated Na-carboxymethylcellulose having a particle size of from 0.2 to 0.4 mm, a degree of substitution of 0.6 to 0.8 and a purity of 99.5%, for use in the food or pharmaceutical industry, is added to an inclined drum homogenizer. . After starting the homogenizer, a pressure gun is dispersed into the interior. 5 L of a solution containing 5/10 of a stoichiometric amount of AlCh. The crosslinked granulate is then dried while the homogenizer is running at a temperature of 80 to 120 ° C to a maximum moisture content of 5%. The product obtained absorbs up to 10% in one minute, in equilibrium up to 45 times water, and becomes a compact gel. Example 2
Granulovaná Na-karboxymetylcelulóza úzké distribuce částic od 0,2 do 0,4 mm, stupně substituce 0,6 až 0,8 a čistoty 99,5 % se kontinuálně dávkuje šnekovým homogenizátorem vybaveným tryskami pro nástřik disperze vodného roztoku AlCH tlakovým čerpadlem. Dávkování roztoku síťujícího činidla a granulátu je seřízeno tak, aby odpovídalo 1/10 stechiometrického množství a obsah vlhkosti nepřesáhl 80 % počáteční hmotnosti granulátu. Po výstupu ze šneku je zesítěný granulát vysušen v tenké vrstvě při teplotě prostředí nebo v sušárně při 60 až 80 °C tak, aby bylo dosaženo maximálního obsahu vlhkosti 5 °/o.Granular Na-carboxymethylcellulose of narrow particle size distribution from 0.2 to 0.4 mm, degree of substitution 0.6 to 0.8, and purity of 99.5% is continuously metered with a screw homogenizer equipped with nozzles for spraying the aqueous solution dispersion with AlCH pressure pump. The dosing of the crosslinking agent solution and the granulate is adjusted to correspond to 1/10 of the stoichiometric amount and the moisture content does not exceed 80% of the initial weight of the granulate. After exiting the screw, the crosslinked granulate is dried in a thin layer at ambient temperature or in an oven at 60-80 ° C to achieve a maximum moisture content of 5 ° / o.
Příklad 3Example 3
Do válcové nádoby fluidního zařízení se dávkuje 5 kg granulované Na-karboxymetylcelulózý s částicemi od 0,2 do 0,4 mm, stupně substituce 0,6 až 0,8 a čistoty 99,5 %. Proudem studeného vzduchu se granulát Uvede do vznosu s koeficientem expanze asi 1,5. Postranními tryskami umístěnými bezprostředně nad porézní přepážkou se do objemu granulátu ve vznosu tlakově rozpráší vodný roztok AlCh odpovídající 1/10 stechiometrického množství a o hmotnosti nepřesahující 80 % navážky granulátu. Rychlý vibrační a translační pohyb částic zajišťuje velmi účinnou homogenizaci. V další fázi procesu se pod porézní přepážku přivádí tlakový vzduch zahřátý na teplotu 80 až 120 °G, který' ve vznosu částic velmi rychle vysuší zesíťovaný granulát Nakarboxymetylcelulózy na maximální obsah vlhkosti 5 %.5 kg of granulated Na-carboxymethylcellulose with a particle size of 0.2 to 0.4 mm, a degree of substitution of 0.6 to 0.8 and a purity of 99.5% are metered into a cylindrical vessel of the fluidized bed. The granulate is suspended by a flow of cold air with an expansion coefficient of about 1.5. Aqueous AlCh solution corresponding to 1/10 of a stoichiometric amount and weighing not more than 80% of the granulate weight is sprayed into the granulate volume in the fluidized bed by side nozzles located immediately above the porous septum. The rapid vibrational and translational movement of the particles ensures very efficient homogenization. In a further stage of the process, compressed air heated to a temperature of 80 DEG to 120 DEG C. is fed under the porous septum, which rapidly crosslinks the carboxymethylcellulose crosslinked granules to a maximum moisture content of 5%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS302980A CS211876B1 (en) | 1980-04-30 | 1980-04-30 | Method of making the netted carboxymethylcelulose of high sorption capacity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS302980A CS211876B1 (en) | 1980-04-30 | 1980-04-30 | Method of making the netted carboxymethylcelulose of high sorption capacity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS211876B1 true CS211876B1 (en) | 1982-02-26 |
Family
ID=5369162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS302980A CS211876B1 (en) | 1980-04-30 | 1980-04-30 | Method of making the netted carboxymethylcelulose of high sorption capacity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS211876B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0507604A3 (en) * | 1991-04-05 | 1993-10-06 | Ethicon Inc. | Ionically crosslinked carboxyl-containing polysaccharides for adhesion prevention |
-
1980
- 1980-04-30 CS CS302980A patent/CS211876B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0507604A3 (en) * | 1991-04-05 | 1993-10-06 | Ethicon Inc. | Ionically crosslinked carboxyl-containing polysaccharides for adhesion prevention |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6083439A (en) | Polymer-bonded material | |
| US3573277A (en) | Cellulosic ion exchange materials and method of making | |
| JPH05105701A (en) | Crosslinked alkali metal or ammonium alginate gel and process for preparing same | |
| CA1198889A (en) | Animal litter and process for the production thereof | |
| US9107975B2 (en) | Acidic gases permeated carboxyalkyl starch and alkaline starch extrudates and process for making the same | |
| US2388235A (en) | Nitrogen-containing resins and process of exchanging anions in fluid media | |
| ES2281485T3 (en) | ETERES OF DELAYED CELLULOSE DISSOLUTION AND A PROCEDURE FOR ITS PRODUCTION. | |
| Klimaviciute et al. | The binding of anionic dyes by cross-linked cationic starches | |
| Chin et al. | Fabrication of Cellulose Aerogel from Sugarcane Bagasse as Drug Delivery Carriers. | |
| US4988807A (en) | Removal of undesirable material from water-soluble polysaccharide ethers | |
| CS211876B1 (en) | Method of making the netted carboxymethylcelulose of high sorption capacity | |
| US5527902A (en) | Bead-shaped cellulose products for separating and carrier materials and their manufacture | |
| KR102911603B1 (en) | Polymerization process involving addition of monofunctional vinyl monomer | |
| DK162606B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF WATER SOLUBLE ACRYLIC POLYMER FLUID | |
| JP3571095B2 (en) | Method for producing acid gas absorbent | |
| Theodoropoulos et al. | Sulfone-type crosslinks in sulfonation of macronet polystyrene backbone | |
| CA1158392A (en) | Process for the preparation of a polyvinyl alcohol complex compound and polyvinyl alcohol complex compound obtained thereby | |
| Khaled et al. | Modified Chitosan Hydrogels and Nano Hydrogels for Congo Red Removal from Aqueous System | |
| GB2127834A (en) | A continuous process for making solid, free-flowing water dispersible pva-aldehyde reaction product | |
| JPS6362252B2 (en) | ||
| JP4015223B2 (en) | Oxygen scavenger | |
| KR0139649B1 (en) | Process for preparing phosphorilated crosslinked chitosan chelate resins | |
| JPS5930531B2 (en) | Method of solidifying resins | |
| KR100286060B1 (en) | Method for preparing hygroscopic agent prepared by adsorbing koto sulfate on diatomaceous earth filler and zeolite particle | |
| RU2299087C1 (en) | Method of manufacture of the filtering material and the filtering material |