DE667864C

DE667864C - Verfahren zur Viscositaetserniedrigung von waessrigen Loesungen von Celluloseaethern

Info

Publication number: DE667864C
Application number: DEK135867D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Neugebauer
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1934-11-10
Filing date: 1934-11-10
Publication date: 1938-11-21

Description

Verfahren zur Viscositätserniedrigung von wäßrigen Lösungen von Celluloseäthern Es ist bekannt, daß man die Visc.osität von w äßrigen Celluloseät1ierlösiungen mittels verschiedener chemischer und physikalischer Methoden erniedrigen kann. Die bekannten Verfahren sind jedoch verhältnismäßig umständlich und nur beschränkt anwendbar. Zudem führen sie vielfach zu Produkten von schlechten physikalischen Eigenschaften.
Es ist nun gefunden worden, daß man zu wertvollen Celluloseprodukten gelangen kann, wenn man .auf w.äßrige Lösungen von Celluloseäthern Mikroorganismen bzw. von diesen gebildete Enzyme einwirken läßt. Der hierbei eintretende Abbau macht sich kenntlich in einer Verringerung der Viscosität der wäßrigen Lösungen aus Celluloseäthern, weiterhin auch, besonders bei stärkerer Einwirkung, in der Freilegung reduzierender Gruppen. Die gewonnenen Produkte eignen sich für die Herstellung von Appreturen, Klebstoffen, Lacken, Emulsionen, Anstrichmitteln und für viele andere Zwecke, für die man bisher Celluloseester und Celluloseäther verwendet hat.
Der Spaltung durch Enzyme aus Mikroorganismen sind die verschiedenartigsten Äther der Cellulos.e zugänglich. Die Verätherung kann z. B. erfolgt sein durch Alkyl-, wie Methyl- oder Äthylgruppen, durch Oxalkylgruppen, wie z. B. Oxäthyl, oder durch Aralkylgruppen. Die Äther können auch weiterhin substituiert sein, z. B. durch in die Alkylre,ste eingeführte Su.lfobruppen oder durch Besetzung nicht verätherter Sauerstoffatome im Cellulosemolekül durch Acylreste unter Bildung von Celluloseätlierestern. Es können z. B. auch gemischte Äther verwendet werden. Die Zahl der gebundenen Reste kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. So werden z. B. Produkte, die i Alkylrest auf etwa q. Glukoseba usteine des Cellulosemoleküls enthalten, abgebaut. Es sind aber auch höher alkylierte Produkte abbaufähig, z. B. solche, die 3 Alkylreste auf i Glukoseeinheit besitzen.
Enzyme, die zur Spaltung von Celluloseäthern befähigt sind, werden von einer großen Reihe von Mikroorganismen gebildet. Sehr gut eignen .sich einige Aspergillusarten, z. B. Aspergillus orycae. Die Einwirkung der Enzyme auf die Cellulo-seäther erfolgt in wäßriger Lösung. Die Reaktion ist nur wenig von der Wasserstoffionenkonzentr.ation abhängig. Man kann in ziemlich stark saurer Lösung arbeiten, z. B. bei einem pH von 3. Man erhält aber auch gute Resultate z. B. in schwach alkalischer Lösung. Auch die Temperatur kann in weiten Grenzen variiert werden. Durch Kochen werden die Enzyme zerstört, so daß man die Einwirkung nach Erreichen des gewünschten Abbaugrades durch Erhitzen in einfacher Weise unterbrechen kann.
Beispiele i. i o Teile einer i %igen wäßrigen Lö#xui von Dimethylcellulose, die durch ein Ostwäld:.; sches Viscosimeter von einem Wasserwert von 30 Sekunden innerhalb von 159 Sekunden hindurchläuft, werden mit 2 Teilen einer n/ i o Natriumacetatpufferlö.sung mit einem PH von 4,5 und i Teil eines wäßrigen Extraktes (1:2o) aus dem .auf Kleie gewachsenen Aspergillus orycae bei Zimmertemperatur versetzt. Die Durchlaufszeit im Viscosimeter ist nach 2o Minuten auf 87,7 Sekunden: gesunken.
2. Die Dimiethylcellulos,e. des, Beispiels @i wird durch eine Methylcellulose ersetzt, welche i C H3-Rest auf je 2 Glukoseeinheiten .enthält. Bei einer anfänglichen Durchlaaufszeit im Viscosimeter von 183 Sekunden beträgt die Durchlaufszeit nach 2o Minuten nur noch ioi Sekunden.
3. Es wird wie in Beispiel i gearbeitet. Es wird eine Alkylcellulose verwendet, die auf je 2 Glukoseeinheiten 3 Oxäthylreste und 3 Methylreste enthält. Wenn die Durchlaufszeit im Viscosimeter ursprünglich 16o Sekunden beträgt, so sinkt sie im Verlaufe von 2o Minuten auf etwa 88 Sekunden.
q.. 1 o Teile einer i %igen wäßrigen Lösungvon cellulo.se.äthansulfonsauilem Natrium (erhalten aus Alkalicellulose+CMoräthansulfonsäure), welches i Äthansulfonsäurerest auf je 2 Glukoseeinheiten enthält, werden mit i Teil eines 5 %igen Mycelextraktes aus Aspergillus orycae bei Zimmertemperatur versetzt. Die Durchlaufszeit im Viscosimeter sinkt innerhalb 15 Minuten von 71 auf 5 o S ekunden.
,. -Das entstandene Celluloseprodukt kann i`ch Ausfällen mit Methanol, Filtrieren, . `NChen mit Methanol und Trocknen isoliert rden.
@h5. 2 kg einer i o %igen hochvzscosen pastösen wäßrigen Lösung eines Celluloseäthers, welcher auf 2 Glukoseeinheiten der Cellulose 3 Methyl- und 3 Oxäthylgruppen enthält, werden mit 5 ccm eines Extraktes aus Aspergillus orycae versetzt und bei 3o° 2 Tage stehengelassen. Die steife Paste ist dann dünnflüssig geworden. Sie ist ausgezeichnet verwendbar für die Herstellung von Appreturen- und Emulsionen.
6. 1o Teile einer i %igen wäßrigen Lösung einer Methylcellulose, die auf je 3 Glukoseeinheiten 2 Methylreste enthält, werden bei 20° mit 2Teiler einer n/ i o Acetatpufferlösung mit einem pH von 4,6 und i Teil eines wäßrigen, filtrierten Extraktes (i : i o) aus einer Kleiekultur von Penicillium purpurogenum var. rubrisclerotium Thom versetzt, Wenn die Durchlaufszeit der Mischung in einem Ostwaldschen Visco,simeter vom Wasserwert 3o Sekunden anfangs 1q.5 Sekunden be: trägt, .so: ist sie nach q.o Minuten auf etwa i o9 Sekunden, gefallen.

Claims

'PATRNTANSPRUCIi: Verfahren zur Viscositätser liedrigung von wäßrigen Lösungen von Celluloseäthern, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die wäßrigen Celluloseätherlösungen Mikroorganismen oder von diesen gebildete Enzyme einwirken läßt.