CS238884B1 - Sposob přípravy katkmaktívnyeh h"mlor.lai6x - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká přípravy katiónaktívnych hemicelulóz. Podstata přípravy spočívá v tom, že sa dřevné piliny aktivujú 3,5 až 25 percentným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 C‘C po dobu 30 až 120 minút, za tým sa alkylujú 10 až 50 %-ným vodným roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 40 až 70 °C po dobu 1 až 4 h pri váhovom pomere dřevné piliny: : hydroxid sodný alebo hydroxid draselný : : alkylačné činidlo 1: 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikovaných pilin sa získajú extrakciou vodou a následné 5 až 10 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného. Vynález má využitie v priemysle celulózo-paipierenskom, textilnom, chemickom a farmaceutickom.

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy katiónaktívnych hemicelulóz.

Postupy modifikácie hemicelulóz, izolovaných z róznych zdrojov, alkanolamínmi a epichlórhydrínom v alkalickom prostředí, poskytuji katiónaktívne preparáty s filmotvornými a flokulačnými vlastnosťami (US pat. 3 833 5127; US pat. 3 832 313). Prakticky sa tieto postupy zatial' nevyužívajú pre nedostatečná komerčnú dostupnost východiskové) suroviny — hemicelulóz, ktorých výroba nie je po ekonomickej stránke uspokojivo vyriešená.

Izolácia hemicelulóz z efluentov, vznikajúcicih pri várke dřeva, bielení, zušlechťovaní a mercerizácii buničiny, je energeticky náročná pre ich nízku koncentráciu v uvedených roztokoch. Z drevnej hmoty sa hemicelulózy izolujú extrakciou zriedenými roztokmi alkálií len vo velmi malých výťažkoch, značné kontaminované lignínom. Vyššie výtažky a čistota hemicelulóz sa dosiahne len po' predchádzajúcej delignifikácii, čím sa súčasne zvýšla výrobně náklady hemicelulóz.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje spósob přípravy katiónaktívnych hemicelulóz, ktorého podstata spočívá v tom, že sa ako východiskový materiál použijú dřevné piliny, ktoré sa po aktivácii 3,5 až 25 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °'C a po dobu 30 až 120 minút za miešanía alkylu je působením 10 až 50 %-ného vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri váhovom pomere dřevné piliny : hydroxid sodný alebo draselný : alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 pri teplote 40 až 70 °C po dobu 1 až 4 h.

Reakcia sa zastaví přidáním 0 až 90 %-ného vodného etylalkoholu a modifikované piliny sa premyjú vodou alebo 70 až 90 percentným vodným etylalkoholom do neutrálně) reakcie, připadne sa neutraliizujú zriedeným roztokom kyseliny chlórovodíkovej. Z vodných premývacích roztokov sa hemicelulózy získajú zrázením v dvojnásobnom objeme 96 %-ného etylalkoholu, premývaním zrazeniny 70 až 90 %-ným vodným etylalkoholom a vysušia sa.

Z modifikovaných etylalkoholom premývaných pilin sa získajú extrakciou vodou alebo 5 až 10 %-nými vodnými roztokmi hydroxidu sodného alebo draselného. Z extraktov sa izolujú zrážaním v přebytku etylalkoholu už vyššie opísaným spůsobom.

Výhodou navrhovaného spůsobu přípravy katiónaktívnych hemicelulóz oproti iným spůsobom je, že předmětný spůsob je ekonomicky efektivnější, pretože ako surovinu používá hemicelulózy v ich natívnej formě, bez ich predchádzajúcej izolácie z lignocelulózových materiálov.

Týmto spůsobom je možné využit odpady z mechanického a chemického spracovania drevnej hmoty vo formě pilin, mučky, drtě ako aj odpad pofnohospodárskych rastlín (sláma, kukuřičné šúpolie a pod.). Získá sa 40 až 75 Ό/o v dreve přítomných hemicelulóz vo formě vodo- a alkalirozpustných katiónaktívnych hemicelulóz.

V případe použitia listnatých dřevin a jednoročných rastlín sa získajú katiónaktívne hemicelulózy xylánového typu. Lignocelulózový zbytok po extrakcii hemicelulóz má vlastnosti silné bázického iónomeniča s výměnnou kapacitou 0,1 až 0,5 mmol/g. Příklad 1 kg vzduchosuchých bukových pilin sa aktivuje 41,3 1 3,5 %-ného vodného rozteku hydroxidu sodného za miešania pri teplote 15 °C po dobu 30 minút. Potom sa za stálého miešania piliny alkylujú 7,5 1 50 %-né|ho vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 50 °C po dobu 2 ih.

Modifikované piliny sa premývajú vodou do neutrálnej reakcie na fenolftaleín, 96 percentným etylalkoholom a vysušia na vzduchu. Z vodného roztoku sa po Jeho zahuštění na jednu desetinu póvodného objemu vyzrážajú hemicelulózy přidáním dvojnásobného objemu 96 %-ného etylalkoholu a vysušia pri tlaku 3 kPa a teplote 60 °C. Získá sa 7,8 % vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz s obsahom dusíka 0,85 percenta.

Pósobením 15 1 5 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného na modifikované piliny sa vyextrahujú alkalirozpustné katiónaktívne hemicelulózy. Z extraktu sa získajú po dialýze alkálií lyofilizáciou vo výažku 4,6 % s obsahom dusíka 0,61 %.

Lignocelulózový zbytok po extrakcii vo výtažku 51,0 o/₀ má obsah dusíka 0,10 %. Příklad 2

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že ako východiskový materiál sa použijú piliny hrabového dřeva, na aktiváciu sa použije 4,7 1 25 %-ného vodného roztoku hydroxidu sodného a doba 120 miniút a na alkyláciu 37,5 1 10 %-ného vodného roztoku 3-chlór-'2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri 60 °C po dobu 4 h. Reakcia sa zastaví přidáním 5 %-ného vodného roztoku kyseliny chlórovqdíkovej do neutrálnej reakcie a.„ modifikované piliny sa premývajú vodou. *

Výťažok vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je 5,6 % s obsahom dusíka 0,46 percenta a alkalirozpustných 12,0 % s obsahom dusíka 0,35 %.

Příklad 3

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použijú smrekové piliny, na aktiváciu 28 1 %-ného vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu 2 h. Na alkyláciu sa použije 31 1 50 %-ného vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 70 °C po dobu 1 h.

Reakcia sa zastaví přidáním 36 1 96 %-ného etylalkoholu. Modifikované piliny sa premývajú 70 '%-ným vodným etylalkoholom do neutrálnej reakcie na fenolftaleín. Vodorozpustné katiónaktívne hemicelulózy sa získajú extraikciou modifikovaných pilin vodou pri hydromodule 1:10 po dobu 2 ih vo výtažku 11,8 % s obsahom dusíka, 1,9 % a alkalirozpustné katiónaktívne hemicelulózy extrakciou zbytku 10 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného· ivo výtažku 8,9 % s obsahom dusíka 0,95 '%.

Lignocelulózový zbytek má obsah dusíka 0,21 %.

Příklad 4

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdielom, že sa ako východiskový materiál použije zmes listnatých a ihličnatých pilin, na aktiváciu 19,5 1 30 %-ného vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu 30 minút a na alkyláciu sa použije teplota 40 °C a doba 4 h.

Výťažok vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je 10,6 % s obsahom dusíka 2,08 % a alkalirzpustných 14,7 % s obsahom dusíka 0,66 %.

Lignocelulózový zbytok má obsah dusíka 0,56 %.

Katiónaktívne hemicelulózy sú rozpustné vo vodě a zriedených roztokoch alkálií a majú obsah dusíka od 0,8 do 2,0 %, čo zodpovedá výmennej kapacitě 0,6 až 1,4 mmol na gram. Vyznačujú sa vlastnosťaml silné bázicikého iónomeniča, flokulaěnými a adihezívnymi vlastnosťami. To umožňuje ich široké uplatněme v roznych technických aplikáciaeh, v priemysle celulózo-papierenskom, textilnom, chemickom a farmaceutickom.

Katiónaktívne hemicelulózy sú vhodné ako přídavné činidlo pri výrobě papiera na zlepšenie niektorých fyzikálno-chemických a mechanických vlastností, na zvýšenie retencie plnidiel, glejov, krátkých vlákien a aniónaktívnych přísad. Majú vlastnosti adsorbentov reaktívnych farieb a zvýšenú odolnosť voči biodegradácii.

Claims (1)

1. PREDMET

   Spůsob přípravy ikatiónaktívnych hemicelulóz vyznačený tým, že sa dřevné piliny aktivujú 3,5 až 25 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 %-ným vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 30 až 120 minút, žatým sa alkylu jú 10 až 50 %-ným vodným roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylVYNALEZU amóniumchloridu pri teplote 4a až 70 °C po dobu 1 až 4 h pri váhovom pomere dřevné piliny : hydroxid sodný alebo hydroxid draselný : alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikovaných pilin sa získajú extrakciou vodou a následné 5 až 10 %-ným vodným roztokom hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného.