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Verfahren zur Vorbehandlung von Cellulose und cellulosehaltigen Stoffen
Bei der Einwirkung organischer und anorganischer Säuren auf Cellulose werden die
Cellulosefasern infolge .des Trocknens der verdünnten Säure auf der Oberfläche und
im Inneren des cellulosehaltigen Materials zerstört, besonders, wenn dies Trocknen
bei Erwärmung geschieht. Dabei wird angenommen, daß eine Hydrolyse der Cellulose
vor sich geht.. Die durch Säuren hydrolysierte Celltilose wird spröde und läßt sich
leicht zu Pulver zerreiben. Früher wurde die Hydrolyse der Cellulose und die Bildung
der Hydrocellulose durch folgende Reaktion dargestellt: Ci@H@o0io -f- H10 - CIZH220ii
Bezüglich der Zusammensetzung der Hy-.lrocellulose werden verschiedene Daten angeführt:
einige halten die Hydrocellulose für eine Mischung einer unveränderlichen Cellulose
und aldehydartiger Zerstörungsprodukte. Der Umstand, daß die Hydrocellulose reaktionsfähiger
ist, wird durch den pulverförmigen Zustand erklärt, wodurch bei Einwirkung von Reagentien
eine große Berührungsfläche geboten wird.
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H e u s e r und H e r f e 1 d meinen, daß die Hydrocellulose aus einem
Adsorbenten (Ce1-lulose) und einem adsorbierten Teil besteht, welcher sich bei der
Einwirkung der Säuren bildet, wie z. B. Glukose und andere Zersetzungsprodukte.
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Es wurde festgestellt, daß zur Herstellung der Celltilose in pulverartigem
Zustande oder sogenannter Hydrocellulose die Cellulose und die cellulosehaltigen
Materialien am besten nicht mit wässerigen Lösungen der Mineralsäuren, wie z. B.
mit Schwefel- oder Salzsäure oder mit organischen Säuren, wie Essig-, Ameisen-,
Oxalsäure, sondern mit wässerigen Lösungen hochmolekularer Sulfosä,uren, welche
durch Sulfurierung der Naphtha und ihrer Destillate gewonnen werden und welche sehr
hohe Wasch- und Benetzungseigenschaften besitzen, bearbeitet werden. Wässerige Lösungen
der Naphthasulfosäuren dringen infolge ihrer hohen Benetzungseigenschaft besser
in die Kanäle und Poren der cellulosehaltigen Materialien ein, lösen oder emulgieren
Fette und Wachse, entfernen von den Fasern verschiedene Verunreinigungen, während
beim Trocknen der Fasern nach der Entfernung des Überschusses der wässerigen Lösung
der Sulfosäuren die adsorbierten Sulfosäuren die Cellulose hydrolysieren, wobei
sich dieselbe beim Zerkleinern leicht in Pulver verwandelt. Beispiels
25 Gewichtsteile technischer Cellulose, welche 7,00o Wasser enthält, wurden
in 300 Gewichtsteilen 1prozentiger Lösung von Naphthasulfosäur.en, unter der Bezeichnung
»Kontaktspalter« bekannt, eingeweicht. Nach dein Zentrifugieren wurde das cellulosehaltige
Material in einem Troclsernschrank bei 105° C erwärmt. Nach dein Erwärmen im Laufe
von
6 Stunden zerfiel das Erzeugnis leicht in Pulver beim Zerreiben.
Die Ausbeute an Pulver betrug 23,8o Gewichtsteile.
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Beispiel e Fünf Teile technischer Watte mit einen Wassergehalt von
5,27°1o wurden in einer rprozentigen Lösung von Naphthasulfosäuren eingeweicht.
Nach dem Zentrifugieren, Trocknen und Zerkleinern wurden 4,76 Gewichtsteile Cellulose
in Pulverform gewonnen.
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Die nach diesem Verfahren gewonnenen Cellulosepulver besitzen geringe
Säurezahlen: 4,7 bis 4,9 mg KOH. In den Fällen, wo die Anwesenheit von Sulfosäuren
unerwünscht ist, werden sie mit Wasser oder mit verdünnter Alkalilösung ausgewaschen.
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Die Cellulosepulver finden auf verschiedenen Gebieten der Technik
Anwendung, z. B. als Füllstoff an Stelle von Sägespänen, bei der Herstellung verschiedener
Artikel aus plastischen Massen durch Pressen, bei der Darstellung verschiedener
Celluloseester usw.
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Das vorliegende Verfahren weist eine Reihe wesentlicher Vorteile vor
früher bekannten auf, und zwar i. Der technische Zellstoff in Gestalt verschiedener
Cellulosematerialien, welche Mineralöle, Fette und Wachse enthalten, wird in wässerigen
Lösungen der Naphthasulfisäuren bedeutend schneller und vollkommener durchtränkt
als in Lösungen der Mineral-und organischen Säuren, da die Naphthasulfosäuren, ähnlich
wie Seifen, indem sie die Oberflächenspannung reduzieren, ein besseres Benetzen
der Faser mit Wasser fördern werden.
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2. Im technischen harten Wasser ergibt die für die Hvdrolvse gebräuchlichste
Schwefelsäure Niederschläge schwef1saui-en Calciums, welche durch das Gewebe absorbiert
wenden; Naphthasu.lfosiüuren aber ergeben solche Niederschläge nicht und können
aus den Fasern leicht ausgewaschen «-erden.
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3. Die Salzsäure ist gefährlich, weil sie die Apparatur zerfrißt,
und ist technisch unbequem infolge ihrer Flüchtigkeit.
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Organische Säuren brauchen nicht in -Betracht gezogen werden, weil
sie, was Hvdrolvse anbelangt, schwach wirken; außer,lein sind sie teuer.
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Wenn man Naphthastilfosäuren anwendet, kann man technische Cellulosematerialien
ohne vorherige Entfettung oder Waschen mit Alkalien unter Druck in sogen. Hvdrocellulosen
verwandeln; dabei kann man beim IIV-dratationsprozeß technisches Wasser mit i o
bis i2° Härte verwenden. Sulfosäuren ans einer wässerigen Lösung regenerieren sich
in Gestalt von Calcium- und Bariumsalzen.