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Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Derivate der Cellulose,
Stärke u. dgl. Es ist vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Kohlenhydratverbindungen
Kohlenhydrate oder deren Derivate mit Alkylenoxyden in Gegenwart von wäßrigen Alkalien
zu behandeln.
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Es wurde nun gefunden, daß man durch Einwirken von Alkylenoxyd in
gasförmigem Zustand auf halbfeuchte Alkalicellulose oder daraus regenerierte Cellulose,
Stärke u. dgl. unter Anwendung eines dauernd verminderten Druckes oder unter Verdünnung
mit in-" differenten Gasen Produkte erhält, die in reiner Form in Alkohol, Aceton,
Essigsäure, Methylenchlorid unlöslich sind. In warmen und kaltem Wasser, gegebenenfalls
unter Einhaltung bestimmter Wasserstoffionenkonzentrationen, gehen diese Verbindungen
kolloidal in Lösung. Die Produkte werden von der überschüssigen Natronlauge mittels
Alkohols, heißen Wassers oder salzhaltigen Wassers befreit.
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Diese neuen Produkte stellen eine lockere, faserige, ungefärbte Substanz
dar, die äußerlich dem Ausgangsprodukt gleicht. Sie quellen beim Zufügen von heißem
oder kaltem Wasser sofort stark auf und lösen sich beim Hinzufügen einiger Tropfen
Natronlauge zu einer klaren zügigen Lösung auf. Die Wasserstoffionenkonzentration
beträgt etwa pH = 9. Nach dem Neutralisieren oder vorsichtigen Ansäuern bleibt die
kolloidale Lösung erhalten. Durch Aceton und höhere Alkohole werden die gelösten
Anteile koaguliert. Te nach den Darstellungsbedingungen; Temperatur, Einwirkungsdauer,
Konzentration des einwirkenden Alkylenoxydes, der angewandten Natronlauge oder des
angewandten alkalischen OOuellmittels werden verschiedene Löslichkeiten in Wasser
und verschiedene Viskositäten erhalten. Die Produkte sind dann schon in n/t-Salzsäure
bis n/z-Natronlauge löslich. Es gelingt somit, sich den technischen Erfordernissen
völlig anzupassen, und die Produkte sind vielfacher Anwendung fähig. Sie lassen
sich nachträglich verestern usw. und für die Herstellung von Häuten (Films, Fäden),
Appreturen, Überzügen jeder Art, und zwar für Appretur und Füllung von Textilgeweben
und -fasern, sowie für Papierüberzüge, Papierappretur, Papierleimung, für Schlichten
von Textilfasern, -Herstellung künstlicher Schwämme, Korke, Matten u.dgl., als Verdickungsmittel
von Druckfarben für den Zeugdruck an Stelle Tragant, British Gum usw., als Substrat
für Farbstoffniederschläge, Pigmente, Katalysatoren u.dgl. als Bindemittel verwenden.
Beispiele r. to kg Sulfitzellstoff werden in z8°/Qiger Natronlauge bei 2o° getränkt,
auf das 2,8fache Gewicht abgepreßt, zerfasert und aufgeschlagen.
Nach
einer 48stündigen Reife bei 2o° wird da's Produkt in einen innen vernickelten, rotierenden-
Autoklaven gebracht und derselbe evakuiert.
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Nach Einstellung der Temperatur auf 2o° werden im Lauf von 6 Stunden
6 kg Äthylenoxyd gasförmig unter Aufrechterhaltung eines Vakuums von 50 cm
Quecksilbersäule zugegeben und die Reaktion durch Kühlen auf 20° gehalten. Nach
beendeter Reaktion läßt man Luft in den Apparat einströmen, befreit das Reaktionsprodukt
mittels Methylalkohols von dem Alkali und trocknet im Vakuum bei 40°. Die Ausbeute
beträgt z5,6 kg. Das Produkt ist löslich in Wasser von pLI = g und wird nicht durch
zweifach normale Sulfatlösung lcoaguliert.
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2. io kg Linters werden in 28°1oiger Lauge bei o° C im Vakuum getränkt,
auf das 2,4fache Gewicht abgepreßt und von dem Alkali durch Auswaschen mit 40° warmem
Wasser befreit. Nach dem Trocknen bei 40° im Vakuum wird das Produkt in einen innen
vernickelten, rotierendenAutoklaven gebracht. Durch Einwirken von 4 kg Äthylenoxydgas
unter Vakuum wird ein Produkt erhalten, das im Wasser von px - 5 unlöslich, im Wasser
von pu - i i zügig, klar, faserfrei und hochviskos löslich ist. Das Produkt, das
in einer Ausbeute von i i kg erhalten wird, eignet sich zur Herstellung von Überzügen
aller Art, Folien, Fäden, Küpenfarbstoffverdickungsmitteln usw.
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3. io kg Sulfitzellstoffpappe werden in 18%iger Lauge getränkt, auf
das 2,5fache Gewicht abgepreßt und auf ein Nickeldrahtnetz aufgewickelt: Der Wickel
wird in einen Autoklaven eingebracht, der Autoklav evakuiert und mit Stickstoff
gefüllt. Nach Ingangsetzung eines Gasrundlaufes, der durch den Nickelwickel kontinuierlich
streicht und die Temperatur auf dauernd 35° hält, wird dem Rundlauf während 6 Stunden
4. kg Äthylenoxydgas zugeführt. N ach beendeter Reaktion und Auswaschen mittels
Methanol erhält man ein Produkt, das in Wasser von pLI- i bis pri = io klar und
viskos in kaltem und in warmem Wasser löslich ist. Das Produkt eignet sich für Schlichten
von Textilgeweben und Textilfasern, als Verdickungsmittel für Farbstoffe, Pigmente
usw. Die Ausbeute beträgt go°/o der theoretisch möglichen.
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4. 1o kg fein zerkleinerte Abfälle aus regenerierter Viskose, beispielsweise
Viskosefolien oder Kunstseidenabfälle,werden in eine fünfeckige Trommel gebracht
und bei 20° C evakuiert. Durch die hohle Welle der Drehtrommel werden innerhalb
von 3 Stunden 1,4 kg gasförmiges Äthyloxyd zugegeben und hierbei darauf geachtet,
daß das Vakuum von 5o cm Quecksilberdruck erhalten bleibt. Die Regelung erfolgt
durch Dosierung der Zugabe des Äthylenexydgases. Nach beendeter Reaktion, in deren
Verlauf die Temperatur zweckmäßig nicht über 2o° C hinausgeht, ist -das in einer
Ausbeute von io kg erhaltene Produkt in io°/oiger Natronlauge klar und faserfrei
löslich und kann durch Ammoniumbiphosphatlösung gefällt werden.
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5. 51cg Xylan, welches durch Strohaufschluß erhalten wurde, wird mit
15 kg ro°1oiger Natronlauge besprüht und abzentrifugiert. Das alkalische evtl. gereifte
Produkt wird in einen Drehautoklaven gebracht und bei einem Druck von 2o bis
30 cm Quecksilbersäule mit 0,7 kg Propylenoxyd umgesetzt. Die Temperatur
läßt man zweckmäßig nicht über 35° steigen. Das Produkt ist @vasserlöslich und wird
beim Trocknen oberhalb von io5° C braun. Die Ausbeute beträgt 5,2 kg.
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6. i5o kg Sulfitzellstoffpappen werden in i 8°/oiger Natronlauge getränkt
und auf das 2,2fache ihres Gewichtes abgepreßt. Nach erfolgter Reife wird das Material
auf ein Nickeldrahtnetz aufgewickelt und in einem Autokläven, welcher einen- Ventilatoi
und Heiz- und Kühlvorrichtung besitzt, gebracht: Nach erfolgter Evakuierung wird
der Gasrundlauf in Gang gesetzt und bei i5° 2o kg Äthylenoxyd innerhalb von 6 Stunden
zugegeben. Das Reaktionsprodukt wird mit der 3ofachen Menge des angewandten Zellstoffes
an 2o°1oiger Bisulfitlauge verrührt und dann in einer Zentrifuge abgeschleudert,
wobei die gesamte Menge Bisulfit als Sulfitlauge wiedergewonnen wird. Hierauf wird
in der Zentrifuge mit kaltem Wasser salzfrei gewaschen und das Reaktionsprodukt
in den üblichen Trockenschränken getrocknet. Statt der Bisulfitlauge können auch
Ammonsalze verwendet werden. Bei dieser Behandlung wird auch eine bei der Reaktion
mit Äthylenoxyd evtl. eingetretene Verfärbung beseitigt, und das Produkt fällt schneeweiß
an. -Die Ausbeute beträgt i 6o kg.
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170 kg Sulfitzellstoff werden mit i 8°/oiger Natronlauge getränkt
und auf das 2,5fache Gewicht abgepreßt. Darauf werden die Alkalicellulosepappen
nach längerer Reife auf einen Nickelwinkel aufgewickelt und in einen Autöklaven
mit Gasrundlauf und Kühlung und Heizung gebracht. Nach erfolgter Evakuierung werden
2o kg Äthylenoxyd unter Gasrundlauf bei Aufrechterhaltung eines Vakuums von 35 cm
Quecksilbersäule eingegast, wobei die Temperatur nicht über 15° C steigt. Die Ausbeute
beträgt 170 kg.