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Verfahren zur Herstellung. von Acetylcellulose Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Acetylcellulose bestimmter Viskosität.
Bekanntlich ist eine der wichtigsten Anforderungen, denen eine gute Spinnflüssigkeit
zu genügen hat, die Viskosität. So ist eine große Viskosität der Spinnflüssigkeit
im allgemeinen mit einer großen Stärke der daraus zu erzeugenden Fäden verknüpft;
auch der Glanz wird durch eine höhere Viskosität verbessert, und das Spinnen geht
leichter vonstatten.
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Bis jetzt hat man jedoch zur Erzeugung einer höheren Viskosität nahezu
ausschließlich die Mischverhältnisse der verschiedenen Komponenten der Acetylierungsmischung
berücksichtigt und deren Menge wie auch diejenige der verwendeten Katalysatoren
dem Feuchtigkeitsgehalt der Cellulose angepaßt.
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Nach eingehenden Versuchen wurde jedoch gefunden, daß man den beabsichtigten
Zweck in viel einfacherer Weise erreichen und außerdem die Regelung der Viskosität
der Acetylverbindungen genauer ausführen kann, als dies nach den üblichen Verfahren
der Fall ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
während der Acetylierung ein bestimmter Wassergehalt eingehalten wird, indem einerseits
das Acetylierungsgemisch einschließlich Katalysator vor Zugabe der Cellulose so
lange sich selbst überlassen wird, bis das vorhandene Wasser in dem gewünschten
Maße oder gänzlich gebunden ist, und indem andererseits der Wassergehalt der zur
Verwendung gelangenden Cellulose in Abhängigkeit vom Wassergehalt des wie angegeben
behandelten AcetyUerangsgemisches gewählt wird.
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Als Acetylierungsgemisch dient Essigsäureanhydrid, das mit geeignetenVerdünnungsmitteln
gemischt ist, wie Eisessig. Als Kataly-_Sulfurylchlorid, satoren kommen Methylaminsulfat
in Frage: Schwefelsäure, und andere übliche Stoffe wie auch Mischungen von zwei
oder mehreren dieser Stoffe. Als Cellulose werden die für diesen Zweck üblichen
Materialien verwendet und diese evtl. wunschgemäß' einer Vorbehandlung unterworfen.
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Durch die Erfindung kann man den Wassergehalt sehr genau regulieren,
wodurch man bedeutend bessere Endprodukte herstellen kann. Nach der Erfindung ist
man nämlich imstande zu verhindern, daß unerwünschte Wassermengen auf die Reaktion
einen Einfluß ausüben, die die Acetylierung in eine bestimmte Richtung führen oder
Nebenreaktionen verursachen, die für ein gutes Produkt nicht erwünscht sind. Außerdem
hat man den nicht zu unterschätzenden Vorteil, daß beim Arbeiten nach vorliegender
Erfindung geringfügige Änderungen in der Temperatur weniger schädliche Folgen haben.
Dies verursacht wiederum, daß die Acetylierung bedeutend erleichtert wird und regelmäßig
stattfindet.
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Die untenstehenden Beispiele geben einige der vielen Arbeitsweisen,
in welchen man die Erfindung anwenden kann.
Beispiel i Man mischt
4 kg Essigsäüreanhydrid mit 4,5 kg Eisessig und läßt diese Mischung während ungefähr
6 Stunden stehen. Darauf werden 6o g Sulfurylchlorid als Kondensationsmittel zugesetzt,
worauf die Mischung wiederum einige Stunden sich selbst überlassen wird, wobei man,
ebenso wie das erste Mal, dafür Sorge zu tragen hat, daß Wasser oder Wasserdampf
nicht zutreten können. Darauf wird in die so erzeugte Mischung i kg Cellulose mit
einem Feuchtigkeitsgehalt von 6 °/6 getaucht. Die Acetylierung findet bei 6o° C
statt und beansprucht ungefähr 6 Stunden. Beispiele 3,3 kg Essigsäureanhydrid werden
mit 4 kg Eisessig gemischt und zwei Stunden lang sich selbst überlassen. Darauf
werden ioo g konzentrierte Schwefelsäure hinzugefügt und die Mischung noch eine
Stunde sich selbst überlassen. Alsdann wird i kg Baumwolle mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 41[2 °i, in der Mischung getränkt und kurze Zeit bei ungefähr 4o° C acetyliert.
Das erhaltene Acetat=wird-därauf in bekannfer Weise weiterverarbeitet.
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Im Zusammenhang mit der gewünschten Viskosität der Acetatlösung wählt
man im allgemeinen die Mengen des Essigsäureanhydrides, Eisessigs und Kondensationsmittels
und berücksichtigt dabei auch den Feuchtigkeitsgehalt der Cellulose und die Zeit,
während der man die Mischung sich selbst überläßt: -Im allgemeinen kann gesagt werden,
daß, je größer die Viskosität sein soll, desto länger muß man die Mischung sich
selbst überlassen. Die stark viskosen Lösungen erzeugt man bei Verwendung .eines
Acetylierungsbades, das sehr lange Zeit, z. B. io §tunden, sich selbst überlassen
wird,. wodurch praktisch die letzten Wasserspuren der Essigsäure vom Essigsäureanhydrid
gebunden sind.
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Die folgende Tabelle zeigt, welche Viskosität eine Acetylcellulose
bei erreichter Homogenität besitzt, je nachdem ein Acetylierungsbad verwendet wird,
das längere oder kürzere Zeit sich selbst überlassen ist. Die Zeit ist in Stunden,
die Viskosität, d. h. die Zeit, die ein bestimmtes Kügelchen zum Herabsinken über
den gleichen Abstand in den flüssigen Produkten braucht, in Sekunden .angegeben.
Es wurden als Ausgangsmaterial Baumwolleabfälle mit 71, °/o Wassergehalt, Essigsäureanhydrid
von 92 °/o und Eisessig von 98 °/o verwendet, als Acetylierüngsbad eine Mischung
von 64,6 Volumteilen Eisessig und 35,4 Volumteilen Essigsäureanhydrid mit 0,7,5
Volumprozent Schwefelsäure.
| Zeit: Viskosität: |
| 0 65 |
| i 9o |
| 2 150 |
| 6 220 |
| 24 277 |
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Viskosität zunimmt, sofern man das Acetylierungsbad
vorher sich selbst längere Zeit überläßt.
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In ähnlicher Weise wird auch die Viskosität der Acetylcellulose verändert,
wenn man bei gleichbleibendem Acetylierungsbad Cellulose verschiedenen Wassergehaltes
verwendet, wie folgendes Beispiel zeigt: Zu ioo Gewichtsteilen eines Acetylierungsgemisches,
das aus 3o Gewichtsprozent Essigsäureanhydrid, 69 Gewichtsprozent wasserfreier Essigsäure
und i °/o - Schwefelsäure besteht, fügt man je io Gewichtsteile Cellulose in Form
von Linters zu, und zwar Linters mit o, 3, 6 und 9 °/o Wasser. Die Acetylierung
wird bei einer Temperatur von 2ö° C über 24 Stunden vorgenommen und dann die Viskosität
gemessen. Es wurde gefunden: Viskosität: 240 226 _ 114 65 Auch dieses Beispiel zeigt
deutlich -die Bedeutung des neuen Verfahrens zur Herstellung von Acetylcellulose
bestimmter Viskosität. Die bei der Acetylierung erhaltenen Produkte werden in bekannter
Weise, z. B. mittels Fällung der erhaltenen Celluloseverbindung,weiterverarbeitet.