CS240181B1 - Sposob přípravy katióuaktívnych hsmicelulóz - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká přípravy katiónaktívných hemicelulóz. Podstata přípravy spočívá v tom, že na delignifikovaný dřevný materiál aktivuje 3,5 až 25 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 3θ % vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 po dobu 3θ až 120 min, žatým sa alkyluje 10 až 50 % vodným alebo etanolickým roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 40 az 70 °C po dobu 1 až 4 h pri váhovom pomere delignifikovaný dřevný materiál: hydroxid sodný alebo hydroxid draselný: alkylačné Činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikovaného materiálu sa ziskajú extrakciou vodou a 5,až 10 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo draselného. Vynalez má použitie v priemysle celulózo-papierenskom, textilnom, chemickom a farmaceutickom.

Description

1 240 181

Vynález sa týká sposobu přípravy katiónaktívnych hemicelu-lóz.

Doterajšie postupy přípravy katiónaktívnych hemicelulóz aazakladajú na pósobení alkanolamínov a epichlórhydřínu v alkalic-kom prostředí na preparáty hemicelulóz, izolované z roznych zdro-jov ako sú odpadové luhy pri várke dřeva,spracovaní buničiny/TJS pat. 3 832 313; US pat. 3 833 527 7. Izolácia hemicelulózz efluentov, vznikajúcich pri várke dřeva, bielení a zušlechťo-vaní buničiny a mercerizácii buničiny v procese výroby viskózo-vých vlákien, je energeticky náročná pre ich nízku koncentráciuv uvedených roztokoch. Z drevnej hmoty sa hémicelulózy izolujúposobením zriedených roztokov alkálií len vo velmi nízkých vý-ťažkoch, značné kontaminované.lignínom. Vyššie výtažky a čisto.,ta hemicelulóz sa dosiahne len po predchádzajúcej delignifiká-cii. Z týchto dovodov nie sú hemicelulózy v Širšom meradle ko-merčně dostupné, ich cena je v porovnaní k celulóze a škrobumnohonásobné vyššia a preto pre přípravu derivátov nevýhodná.

Uvedené nevýhody v podatatnej miere odstraňuje navrhovanýsposob přípravy katiónaktívnych hemicelulóz, ktorého podstataspočívá v tom, že sa ako východiskový materiál použije deligni-fikovaný dřevný materiál, ktorý sa po aktivácii 3»5 až 25 %vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 % vodným rozto-kom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 30 až120 minut za stálého miešania alkyluje posobením 10 až 50 %vodného alebo etanolického roztoku 3-Chlór-2-hydroxypropyltri-metylamóniumchloridu pri váhovom pomere delignifikovaný dřevnýmateriál í hydroxid sodný alebo hydroxid draselný : alkylačnéčinidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 pri teplote 40 °G a po dobu1 až 4 h. Reakcia sa zastaví přidáním 0 až 96 % vodného alkoho-lu· a modifikovaný materiál sa premyje vodou alebo 70 až 90 %vodným alkoholom do neutrálněj reakcie, připadne sa neutralizu-je zriedeným vodným roztokom kyseliny chlorovodíkovéj· Z vodných - 2 - 240 181 "premývacích roztokov sa po ich zahuštění na jednu desatinv. pó-vodného objemu katiónaktívne hemicelulózy vyzrážajú v dvojnásob-nom objemovom množstve 96 % etylalkoho.lu a ďalej premývajú 70 až90 % vodným etylalkoholom a vysušia. Z modifikovaného dřevnéhomateriálu, premývaného etylalkoholom sa získajú extrakcioi’. vodoua 5 až 10 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo hydroxidudraselného. Výhodou navrhovaného spósobu přípravy katiónaktívnych hemicelulóž oproti iným spósobom je, že předmětný spósob je ekonomickyefektivnější, pretože ako surovinu používá hemicelulózy neizolované, přítomné v buničinách holocelulózového typu a iných vysoko-výtažkových buničinách, dřevných pilinách delignifikovaných spó-sobom přípravy holocelulózy na vysoký obsah hemicelulóz /Ť. S.Timell: Adv. Carbohydrate Chem. 255 (1964}/. Získá sa tak 70 až90 % přítomných hemicelulóz s vlastnostami silné bázického ió-nomeniča o výmennej kapacitě 0,5 až 1,5 mmol/g extrakciou vodoua zriedenými alkáliami. Extrakčný zbytok představuje katiónak-tívny celulózový materiál o výmennej kapacitě 0,1 až 0,5 mmol/g.Spósob umožňuje využitie odpadov z chemického a mechanického spracovania dřeva, odpady z výroby buničín a zo spracovania jedno-ročných rastlín (kukuřičné oklasky, sláma a pod.). Příklad 1

Vzduchosuchá holocelulóza bukových pilin (5 kg) s obsahomhemicelulóz 46,2 % sa aktivuje pósobením 41,3 1 3,5 % vodnéhoroztoku hydroxidu sodného za miešania pri teplote 15 °0 po dobu30 minút. Potom sa za stálého miešania alkyluje 7,5 1 50 % vod-ného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu priteplote 40 °G po dobu 4 h. Po tejto době sa modifikovaná holoce-lulóza odfiltruje a premyje vodou dojneutrálnej reakcie, ďalej96 % etylalkoholom a volné vysušx na vzduchu. Z vodného roztokupo jeho zahuštění na jednu desatinu póvodného objemu sa vyzráža-jú přidáním dvojnásobného objemu 96 % etylalkoholu katiónaktív-ne vodorozpustné hemicelulózy, ktoré sa ešte premývajú 70 až90 % vodným etylalkoholom a vysušia nad oxidom fosforečným. Ichvýtažok je 19,7 % s obsahom dusíka 0,86 následnou extrakciou5 % vodným roztokom hydroxidu sodného pri hydromodule 1 : 10po dobu 2 h sa získajú alkalirozpustné katiónaktívne hemiceluló-.zy vo výtažku 11,2 % s obsahom dusíka 0,64 %· Celulózový zbytokmá obsah dusíka 0,15 %· 3 - Příklad 2 240 ιβι

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa akovýchodisková surovina použije polobuničina s obsahom hemicelu-lóz 14,0 %, ktorá sa aktivuje 6,4 1 5 % vodného roztoku hydro-xidu draselného prl teplote 30 °C po dobu 120 minút a následnéalkyluje 37,5 1 10 % vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu prl teplote 60 °C po dobu 4 h. Reakcia sazastaví přidáním 5 % vodného roztoku kyseliny chlórovodíkovejdo neutrálněj reakcie· Výtažok vodorozpustných katiónaktívnychhemiceluloz je 9»6 % s obsahom dusíka 1,04 % a alkalirozpust-ných 2,5 % s obsahom dusíka 0,74 %· Celulózový zbytok má obsahdusíka 0,30 Příklad 3

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že se akovýchodisková surovina použije holocelulóza smrekových pilins obsahom hemiceluloz 45,9 %, ktorá sa aktivuje 4,9 1 25 % vod-ného roztoku hydroxidu sodného pri teplote 15 °C po dobu 2 ha alkyluje 31 1 50 % etanolického roztoku 3-chlor-2-hydroxypro—pyltrimetylamoniumchloridu pri teplote 70 °G po dobu 1 h. Reak-cia sa zastaví přidáním 65 1 96 % etylalkoholu, modifikovanýmateriál sa premýva do neutrálněj reakcie 80 % vodným etylako-holom, Bxtrakciou vodou pri hydromodule 1 :10 po dobu 2 h sazískajú vodorozpustné kationaktívne hemicelulózy vo výtažku 21,5 % a obsahom dusíka 2,3 % a následnou extrakciou 10 % vod-ným roztokom hydroxidu draselného sa po dialýze alkálií a lyo-filizácii získá 14,4 % alkalirozpustných katiónaktívnych hemi-celulóz, s obsahom dusíka 0,85 %· Celulózový zbytok má obsah du-síka 0,45 %· Příklad 4

Postupuje sa ako v příklade 4 s tým rozdielom, že sa akovýchodisková surovina použije holoceluloza zmesi dřevných pi-lin s obsahom hemiceluloz 43,8 %, která sa aktivuje 19,5 1 30 %vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu30 minút a alkyluje pri teplote 60 °C po dobu 2 h. Výtažok vo-dorozpustných katiónaktívnych hemiceluloz je20,8 ’% s obsahomdusíka 1,43 % a alkalirozpustných katiónaktívnych hemicelulozje 19,8 % s obsahom dusíka 0,78 %. Celulózový zbytok má obsahdusíka 0,32 %· - 4 - 240 181

Kationaktívne hemicelulozy sú rozpustné vo vodě a zrlede-ných roztokoch alkálií a majú obsah dusíka od 0,5 do 2,0 %, Sozodpovedá výmennej kapacitě 0,3 až 1,5 mmol/g. Vyznačujú savlastnostami silné bazických iónomeničov, flokulačnými a adhe- v živnými vlastnostami. Tó umožňuje ich široké uplatnenie v róz-nych technických aplikáciach v priemysle celulózo-papierenskora,textilnom, chemickom a farmaceutickom. Kationaktívne hemicelu-lózy sú vhodné ako přídavné činidlo pri výrobě papiera na zlep-šenie niektorých vlastností fyzikálno-mechardLckých, na zvýšenieretencie plnidiel, glejov, krátkých vlákien a anionaktívnychpřísad. Majů vlastnosti adsorbentov reaktívnych farieb a zvýše-nu odolnost voči biodegradácii·

Claims (1)

1. - 5 - PRSDMBTVYHZiBZV 240 181 Jposob přípravy katiónaktívnych hemiceluloz vyznačený tým,že sa delignifikovaný dřevný materiál aktivuje 3,5 až 25 % vod-ným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 % vodným roztokomhydroxidu draselného pri teplota 15 až 30 °C po dobu 30 až 120minút, žatým alkylu je 10 až 50 % vodným alebo etanolickým roz-tokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplo-tě 40 až 70 °C po dobu 1 až 4 li pri váhovom pomere delignifi-kovaný dřevný materiál : hydroxid sodný alebo hydroxid draselný:alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikované-ho materiálu sa získajú extrakoiou vodou a. 5 až 10 % vodnýmroztokom hydroxidu sodného alebo draselného·