DE737505C - Process for the production of a highly concentrated solution of a stable, highly viscous, partially saponified cellulose acetate - Google Patents

Process for the production of a highly concentrated solution of a stable, highly viscous, partially saponified cellulose acetate

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DE737505C
DE737505C DEW102313D DEW0102313D DE737505C DE 737505 C DE737505 C DE 737505C DE W102313 D DEW102313 D DE W102313D DE W0102313 D DEW0102313 D DE W0102313D DE 737505 C DE737505 C DE 737505C
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cellulose acetate
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Dr Wolfgang Gruber
Matthias Thoma
Hugo Zoebelein
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Wacker Chemie AG
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Wacker Chemie AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00Preparation of cellulose esters of organic acids
    • C08B3/06Cellulose acetate, e.g. mono-acetate, di-acetate or tri-acetate

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Description

Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten Lösung eines stabilen, hochviscosen, teilweise verseiften Celluloseacetates Gegenstand des Hauptpatents 720 109o ist ein Verfahren zur Herstellung einer hochkonzentrierten Lösung eines stabilen, hochviscosen, teilweise verseiften- Celluloseacetates unter Anwendung von Essigsäureanhydrid zur Acetylierung in Gegenwart von Schwefelsäure als Katalysator, welches im wesentlichen darin besteht, daß die Acetylierung der Cellulose bei 15 bis. 2o° in Gegenwart möglichst geringer Mengen konzentrierter Schwefelsäure und Essigsäure sowie eines Teiles des Essigsäureanhydrids begonnen, nach Zugabe von sauren Sulfaten und weiterem Essigsäureanhydrid bei etwa 2o bis 30° fortgesetzt und nach Zugabe von Säuren oder solche abspaltenden Verbindungen, welche die Schwefelsäure des sauren Sulfats in Freiheit setzen, bei erhöhter Temperatur beendet wird und daß die dann zwischen 40 und 5o° in üblicher Weise mit Wasser vorgenommene teilweise Verseifung des Celluloseacetates in Gegenwart von gegebenenfalls noch hinzuzufügenden Salzen solcher Metalle vorgenommen wird, deren Sulfate in konzentrierter Essigsäure unlöslich, in Wasser oder verdünnter Essigsäure löslich sind. Bei der weiteren Ausbildung des Verfahrens wurden erhebliche Vereinfachungen gefunden, die sich vor allein auch in wirtschaftlicher Hinsicht günstig auswirken. Eine Abänderung besteht darin. daß man bei der zweiten Acetylierungsstufe das zuzugebende saure Sulfat durch Zusatz von Schwefelsäure und der erforderlichen Menge Alkalichlorid im Reaktionsgemisch .entstehen läßt. Die Acetylierung wird dann in der dritten Stufe wie bei dem Hauptpatent nach Zusatz einer Säure oder einer säureabspaltenden Verbindung beendet. Die Säuremenge soll dabei gemäß der Erfindung vorzugsweise i bis 20/6 betragen, bezogen auf die ursprünglich angewandte Menge Cellulose.A method of a stable, hochviscosen for producing a highly concentrated solution, partially saponified cellulose acetate subject of the main patent 720 109o a process for preparing a highly concentrated solution of a stable, hochviscosen partially verseiften- cellulose acetate using acetic anhydride for acetylation in the presence of sulfuric acid as catalyst, which essentially consists in the fact that the acetylation of the cellulose at 15 to. 20 ° started in the presence of the smallest possible amounts of concentrated sulfuric acid and acetic acid and part of the acetic anhydride, continued after the addition of acid sulfates and further acetic anhydride at about 20 to 30 ° and after the addition of acids or compounds that split off the sulfuric acid of the acid sulfate in Set freedom, is terminated at elevated temperature and that the then carried out between 40 and 5o ° in the usual way with water partial saponification of the cellulose acetate is carried out in the presence of any salts to be added of those metals whose sulfates are insoluble in concentrated acetic acid, in water or dilute Acetic acid are soluble. In the further development of the process, considerable simplifications were found, which primarily have a positive effect from an economic point of view. One change is that. that in the second acetylation stage the acidic sulfate to be added is allowed to develop in the reaction mixture by adding sulfuric acid and the required amount of alkali metal chloride. The acetylation is then terminated in the third stage, as in the main patent, after the addition of an acid or an acid-releasing compound. According to the invention, the amount of acid should preferably be 1 to 20/6, based on the amount of cellulose originally used.

Eine weitere Vereinfachung des Verfahrens kann dadurch erzielt werden, daß man die zweite und dritte Stufe der Aeetylierung zusammenlegt, in der Weise, daß die sonst in der dritten Stufe zugesetzte Säure oder säureabspaltende Verbindung schon bei Beginn oder im Laufe der zweiten Stufe zugegeben wird. Die teilweise Verseifung des Celluloseacetates sowie die Stabilisierung wird dann, gleichgültig, welche Abänderung auch getroffen wurde, in jedem Fall wie bei dem Hauptpatent vorgenommen, nämlich durch Zusatz von Wasser sowie von: Salzen, die sich mit Schwefelsäure zu Sulfaten umsetzen, welche in konzentrierter Essigsäure unlöslich, in Wasser oder verdünnter Essigsäure löslich sind. Die stabilisierend wirkenden Salze kann man, wie bei dem Verfahren des Hauptpatents, schon vor der Verseifung, z. B. während der zweiten oder dritten Stufe der Acetylierung, zugeben.A further simplification of the procedure can be achieved by that the second and third stages of the acetylation are combined in such a way that that the acid or acid-splitting compound otherwise added in the third stage is added at the beginning or in the course of the second stage. The partial saponification of the cellulose acetate as well as the stabilization is then, no matter what modification was also made, in each case as in the main patent, namely by adding water as well as: salts, which react with sulfuric acid to form sulphates convert which is insoluble in concentrated acetic acid, in water or diluted Acetic acid are soluble. The stabilizing salts can be used, as with the Process of the main patent, even before saponification, e.g. B. during the second or third stage of acetylation, add.

Beispiel i Zu ioo Teilen Gellulose z. B. in Form von Zellstoff werden, zweckmäßig bei Zimmertemperatur, i 5o Teile konzentrierte Essigsäure, 0,5 Teile konzentrierte Schwefelsäure und ioo Teile Essigsäureanhydrid zugesetzt und so die Veresterung eingeleitet. Hierauf wird in der zweiten Stufe bei 25 bis 3o°weiteracetyliert unter Zusatz eines Gemisches von 16o Teilen Essigsäureanhydrid, 70 Teilen konzentrierter Essigsäure, 5,9 Teilen konzentrierter Schwefelsäure, 3,5 Teilen Ammonchlorid.Example i For 100 parts of cellulose z. B. in the form of pulp, expediently at room temperature, i 50 parts of concentrated acetic acid, 0.5 parts of concentrated sulfuric acid and ioo parts of acetic anhydride are added and the esterification is initiated. Acetylation is then carried out in the second stage at 25 ° to 30 ° with the addition of a mixture of 160 parts of acetic anhydride, 70 parts of concentrated acetic acid, 5.9 parts of concentrated sulfuric acid and 3.5 parts of ammonium chloride.

Sobald et<va q.o bis 6o% Essigsäure in das Cellulosemolekül eingeführt sind, wird in der dritten Stufe bei et<va q.o bis 5o° die Acetylierung zu Ende geführt nach Zugabe von 1,6 Teilen Acetylchlorid und io Teilen Eisessig, wodurch die an das gebildete Bisulfat gebundene Schwefelsäure in Freiheit gesetzt wird. Die teilweise Verseifung und die Stabilisierung der Acetylcellulose wird bei einer Temperatur von etwa .1o bis 5o" mit der üblichen Wassermenge in Form von wasserhaltiger Essigsäure bewirkt, die jedoch ein Salz enthält, im vorliegenden Falle t o Teile Magnesiumchlorid, welches mit Schwefelsäure ein Sulfat bildet, das in Essigsäure schwer und in Wasser und verdünnter Essigsäure jedoch leicht löslich ist. Die :Menge des Salzes wird annähernd so bemessen, daß das Reaktionsgemisch nach der Veresterung etwa 5o bis 8o% der zuletzt vorhandenen Mineralsäure als freie Säure enthält. Die erhaltene Lösung kann z. B. in bekannter Weise ohne weiteres versponnen werden; man kann jedoch die Acetylcellulose auch aus der Lösung ausfällen und dann für plastische Massen oder, in geeigneten Lösungsmitteln gelöst, zur Herstellung von Filmen, Kunstfäden u. dgl. verwenden.As soon as et <va q.o to 6o% acetic acid is introduced into the cellulose molecule the acetylation ends in the third stage at et <va q.o to 5o ° performed after the addition of 1.6 parts of acetyl chloride and io parts of glacial acetic acid, whereby the sulfuric acid bound to the bisulfate formed is set free. The partial saponification and stabilization of the acetyl cellulose is at a Temperature from about .1o to 5o "with the usual amount of water in the form of hydrous Acetic acid causes, but contains a salt, in the present case t o parts Magnesium chloride, which forms a sulfate with sulfuric acid, that in acetic acid difficult and easily soluble in water and dilute acetic acid. The amount of the salt is approximately dimensioned so that the reaction mixture after the esterification contains about 5o to 8o% of the mineral acid last present as free acid. the obtained solution can, for. B. be spun in a known manner without further ado; However, you can also precipitate the acetyl cellulose from the solution and then for plastic Masses or, dissolved in suitable solvents, for the production of films, synthetic threads and the like.

Beispiel 2 Die Acetylierung von i oo Teilen Cellulose z. B. in Form von Baumwolle wird mit einem Gemisch von i 5o Teilen konzentrierter Essigsäure, o,5 Teilen konzentrierter Schwefelsäure und ioo Teilen Essigsäureanhydrid bei etwa 20° eingeleitet; für die zweite Stufe wird bei etwa 2o bis 30° ein Gemisch folgender Zusammensetzung zugegeben: i 6o Teile Essigsäureanhydrid, 7o Teile konzentrierte Essigsäure, 6,5 Teile konzentrierte Schwefelsäure, 4,2 Teile Natriumchlorid.Example 2 The acetylation of 100 parts of cellulose, e.g. B. in shape of cotton is mixed with a mixture of i 50 parts of concentrated acetic acid, 0.5 parts of concentrated sulfuric acid and 100 parts of acetic anhydride at about 20 ° initiated; for the second stage, a mixture is as follows at about 20 to 30 ° Composition added: i 60 parts acetic anhydride, 70 parts concentrated Acetic acid, 6.5 parts concentrated sulfuric acid, 4.2 parts sodium chloride.

Hierauf wird für die letzte Stufe der Aoetylierung ein Gemisch von i Teil Acetylchlorid und i.o Teilen konzentrierter Essigsäure zugegeben.A mixture of is then used for the last stage of the aoetylation i part of acetyl chloride and io parts of concentrated acetic acid were added.

Die teilweise Verseifung und die Stabilisierung erfolgt entsprechend dem im Beispiel i angegebenen Verfahren, wobei jedoch bei der Verseifung ein weiterer Zusatz von Essigsäure unterbleiben kann.The partial saponification and stabilization take place accordingly the procedure given in Example i, but with a further saponification The addition of acetic acid can be omitted.

Beispiel 3 Die Veresterung von ioo Teilen Cellulose wird bei Zimmertemperatur durch Versetzen mit -einem Gemisch von i 5o Teilen konzentrierter Essigsäure, o,5 Teilen konzentrk@rter Schwefelsäure und ioo Teilen Essigsäureanhydrid eingeleitet. Die zweite und dritte Stufe wird in eine zusammengezogen in der Weise, daß der an sich für die dritte Stufe bestimmte Chloxwasserstoff schon bei der zweiten Stufe eingeleitet wird. Man kann jedoch den Chlorwasserstoff auch gesondert in der dritten Stufe zusetzen. Außerdem wird das zur Stabilisierung dienende Salz, hier Magnesiumcarbonat, nicht, «ne bei den vorhergehenden Beispielen, bei Beginn der Verseifung, sondern vor derselben zugesetzt.Example 3 The esterification of 100 parts of cellulose is carried out at room temperature by adding a mixture of i 50 parts of concentrated acetic acid, 0.5 Parts of concentrated sulfuric acid and 100 parts of acetic anhydride were initiated. The second and third stages are contracted into one in such a way that the at Hydrogen chloride determined itself for the third stage as early as the second stage is initiated. However, the hydrogen chloride can also be added separately in the third Add step. In addition, the stabilizing salt, here magnesium carbonate, not, in the previous examples, at the beginning of the saponification, but added before the same.

Für die zweite und dritte Stufe der Acetylierung wird demgemäß folgendes Gemisch zugegeben und die Acetyli; rung bei .1o bis 5o° zu Ende geführt: 17o Teile Essigsäureanhydrid, 7o Teile konzentrierte Essigsäure, 6,5 Teile konzentrierte Schwefelsäure, 1,6 Teile Natriumchlorid, 1,86 Teile Magnesiurncarbonat, 2,1 Teile Chlorwasserstoff.For the second and third stages of the acetylation, the following is accordingly Mixture added and the Acetyli; tion at .1o to 50 ° to the end led: 170 parts of acetic anhydride, 70 parts of concentrated acetic acid, 6.5 parts concentrated sulfuric acid, 1.6 parts sodium chloride, 1.86 parts magnesium carbonate, 2.1 parts of hydrogen chloride.

Hierauf wird in üblicher Weise bei einer Temperatur von etwa 4o bis 5o° mit der notwendigen Wassermenge in Form von wasserhaltiger Essigsäure die teilweise Verseifung des Gelluloseacetates bewirkt. Das zur Stabilisierung dienende Magnesiumsalz wurde schon vor der Verseifung zugegeben. Es bildete mit der vorhandenen Schwefelsäure Magnesiumsulfat, das in Essigsäure schwer, in Wasser und verdünnter Essigsäure jedoch leicht löslich ist. Die nach Beendigung der Verseifung erhaltene Lösung kann auf die in Beispiel i angegebene Weise -weiterverarbeitet werden. Beispiel 4 Die Acetylierung von ioo Teilen Linters wird in der ersten Stufe, wie im Beispiel 3 angegeben, begonnen und hierauf in der zweiten Stufe bei etwa ¢5° unter Zusatz von folgendem Gemisch fortgesetzt: i8o Teile Essigsäureanhydrid, 7o Teile konzentrierte Essigsäure, 7 Teile konzentrierte Schwefelsäure, i Teil Lithiumchlarid, 14 Teile Zinkchlorid.This is done in the usual way at a temperature of about 4o to 5o ° with the necessary amount of water in the form of hydrous acetic acid which partially Causes saponification of the gelulose acetate. The magnesium salt used for stabilization was added before the saponification. It formed with the existing sulfuric acid Magnesium sulfate, which is difficult in acetic acid, but in water and dilute acetic acid is easily soluble. The solution obtained after completion of the saponification can on can be processed further in the manner given in example i. Example 4 Acetylation 100 parts of linters are started in the first stage, as indicated in Example 3 and then in the second stage at about ¢ 5 ° with the addition of the following mixture continued: 180 parts acetic anhydride, 70 parts concentrated acetic acid, 7 Parts concentrated sulfuric acid, 1 part lithium chloride, 14 parts zinc chloride.

Schon bei der zweiten Stufe oder-erst nach Ablauf derselben werden als dritte Stufe o,5 Teile Chlorwasserstoff eingeleitet. Da das zur Stabilisierung dienende Zinkchlprid schon bei der zweiten Stufe zugesetzt wurde, kann die Verseifung, wie bei Beispiel 3 angegeben, ohne weiteren Salz- oder Säurezusatz lediglich mit der nötigenWass:ermengedurchgeführt werden.Already at the second stage or only after it has expired introduced as the third stage 0.5 parts of hydrogen chloride. Because that's for stabilization zinc chloride was added in the second stage, the saponification, as indicated in Example 3, only with no further addition of salt or acid the necessary water: to be carried out in quantity.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß Patent 720 iog zur Herstellung .einer hochkonzentrierten Lösung eines stabilen, hochviscdsen, teilweise verseiften Celluloseaoetates, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der zweiten Acetylierungsstufe das zuzugebende saure Sulfat durch Zusatz von Schwefelsäure und der erforderlichen Menge Alkalichlorid im Reaktionsgemisch entstehen läßt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die sonst in der dritten Stufe zuzusetzende Säure oder säureabspaltende Verbindung schon in der zweiten Stufe zugegeben wird.PATENT CLAIMS: i. Further development of the process according to patent 720 iog for the production of a highly concentrated solution of a stable, highly viscous, partially saponified cellulose acetate, characterized in that the acid sulfate to be added is formed in the reaction mixture in the second acetylation stage by adding sulfuric acid and the required amount of alkali metal chloride. a. Process according to Claim i, characterized in that the acid or acid-splitting compound which is otherwise to be added in the third stage is already added in the second stage.
DEW102313D 1937-11-19 1937-11-19 Process for the production of a highly concentrated solution of a stable, highly viscous, partially saponified cellulose acetate Expired DE737505C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE807093C (en) * 1948-10-20 1951-06-25 Hellmuth Holz Dr Process for acetylating raw pulp
DE809805C (en) * 1949-06-01 1951-08-02 Hellmuth Holz Dr Process for the production of acetyl celluloses

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE807093C (en) * 1948-10-20 1951-06-25 Hellmuth Holz Dr Process for acetylating raw pulp
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