EA009416B1 - Methods for the production of polymer compositions and polymer compositions as aqueous suspension and dried powder - Google Patents

Methods for the production of polymer compositions and polymer compositions as aqueous suspension and dried powder Download PDF

Info

Publication number
EA009416B1
EA009416B1 EA200601707A EA200601707A EA009416B1 EA 009416 B1 EA009416 B1 EA 009416B1 EA 200601707 A EA200601707 A EA 200601707A EA 200601707 A EA200601707 A EA 200601707A EA 009416 B1 EA009416 B1 EA 009416B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
suspension
component based
cellulose ethers
range
Prior art date
Application number
EA200601707A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200601707A1 (en
Inventor
Лидия Владимировна Медведева
Вадим Александрович Хуршудов
Михаил Петрович Дудко
Original Assignee
Лидия Владимировна Медведева
Вадим Александрович Хуршудов
Михаил Петрович Дудко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лидия Владимировна Медведева, Вадим Александрович Хуршудов, Михаил Петрович Дудко filed Critical Лидия Владимировна Медведева
Publication of EA200601707A1 publication Critical patent/EA200601707A1/en
Publication of EA009416B1 publication Critical patent/EA009416B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/03Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035Organic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02Cellulose; Modified cellulose
    • C08L1/04Oxycellulose; Hydrocellulose, e.g. microcrystalline cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/26Cellulose ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers

Abstract

The invention relates to obtaining products containing a modified vegetable raw material which can be used for the wood industry, building, for producing drill fluid, in the paper industry and the similar.The inventive method comprises a liquid-phase catalytic oxidation of the vegetable raw material by oxygen in aqueous alkali solutions in the presence of a copper. The step-by-step introduction of alkali in a reaction medium makes it possible to stabilise oxidation conditions, wherein the vegetable raw material dissolution rate is equal to or less than a starch oxidation rate. The end oxidation products are embodied in the form of aqueous suspension and dried powder polymer compositions containing water-soluble and water-insoluble components at the mass ratio thereof of (73.5-92.5): (6.5-21.5).

Description

Изобретение относится к способам получения полимерных композиций, содержащих модифицированные компоненты растительного сырья, которые могут найти применение в деревообрабатывающей промышленности, строительстве, при бурении скважин, бумажной промышленности и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for producing polymer compositions containing modified components of plant materials, which can be used in the woodworking industry, construction, in drilling, paper industry and other industries.

Изобретение касается получения методом жидкофазной окислительной модификации растительного сырья вязкотекучих стабильных водных полимерных дисперсий, которые могут быть высушены с получением порошка водорастворимого полимера.The invention relates to the production of viscous stable stable aqueous polymer dispersions by liquid-phase oxidative modification of plant materials, which can be dried to obtain a powder of a water-soluble polymer.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В настоящее время широко используется многостадийный энергоемкий процесс получения технических продуктов из растительного сырья, включающий стадии предварительного выделения его отдельных компонентов (крахмала, целлюлозы, жиров, лигнинов) и стадии последующего модифицирования выделенного компонента для получения химических реагентов с заданными свойствами. Так, известен способ получения из растительного сырья натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, включающий стадии выделения из древесины целлюлозы, получения щелочной целлюлозы и монохлоруксусной кислоты, этерификации целлюлозы монохлоруксусной кислотой и высушивания. Известный способ характеризуется не только многостадийностью, но и использованием высокотоксичных соединений, в том числе хлора на стадии производства монохлоруксусной кислоты.At present, a multi-stage energy-intensive process of obtaining technical products from plant materials is widely used, including the stages of preliminary isolation of its individual components (starch, cellulose, fats, lignins) and the stage of subsequent modification of the selected component to obtain chemicals with desired properties. Thus, a method is known for producing carboxymethyl cellulose sodium salt from plant material, which includes the steps of isolating cellulose from wood, producing alkaline cellulose and monochloracetic acid, cellulose etherification with monochloracetic acid, and drying. The known method is characterized not only by multi-stage, but also by the use of highly toxic compounds, including chlorine at the stage of production of monochloracetic acid.

Известно, что, несмотря на большое разнообразие имеющихся видов натуральных крахмалов, их свойства не всегда удовлетворяют требованиям потребителя, что обусловливает спрос на различные модифицированные крахмалы, раскрытые, например, в Мобьйеб 81атсйек: Рторетйек апб Икек, Еб. ХУиг/Ьигд. СРС Ргекк, 1пс., Е1ойба, а также в заявках на патент УО 02/074814, УО 02/077035, УО 00/75192.It is known that, despite the wide variety of available types of natural starches, their properties do not always satisfy consumer requirements, which determines the demand for various modified starches disclosed, for example, in Mobyeb 81tsyek: Rtoreyek apb Ikek, Eb. Huig / bigd. SRS Rgekk, 1ps., E1oyba, as well as in patent applications UO 02/074814, UO 02/077035, UO 00/75192.

В патенте И8 3975206, кл. С08В 31/18 раскрыт способ получения модифицированных крахмалов окислением последних пероксидом водорода при показателе среды рН 4-5, в результате чего образуются водорастворимые крахмалы. Известен также способ получения окисленного крахмала одновременной обработкой исходного крахмала в виде взвеси двумя окислителями одновременно: гипогалогенидом щелочного металла и кислородом в щелочной среде при рН 9-12 (8са11е1 В.Ь., 8о^е11 Е.А. 81атсй Сйешкйу апб Тес1шо1оду. ν.2, 1пбик1па1 Акрес1к, Ебк. В.Ь., 1967. 237 р.). Известны также способы окисления сухого или влажного крахмала озоном (УО 97/32902, кл. С08В 31/18 Ме1йоб Гот ох|б|хшд бгу к1агсй иктд охопе) или гипохлоритом натрия (КаШоисй Е., Та\\ТП< 8. 81атсй. 1998. N 2-3. Р. 114-119).In the patent I8 3975206, cl. C08B 31/18 discloses a method for producing modified starches by oxidizing the latter with hydrogen peroxide at a pH of 4-5, resulting in the formation of water-soluble starches. There is also a method for producing oxidized starch by simultaneously treating the initial starch in suspension as two oxidizing agents simultaneously: alkali metal hypohalide and oxygen in an alkaline medium at a pH of 9-12 (8ca11e1 Century B., 8o ^ e11 EA 81atst Syeskyu apb Teslaodo. Ν .2, 1pbik1pa1 Akres1k, Ebk V.V., 1967. 237 p.). There are also known methods for the oxidation of dry or wet starch with ozone (UO 97/32902, class C08B 31/18 Me1ob Got oh | b | xhd bgu k1agy iktd okhope) or sodium hypochlorite (KaShoisy E., Ta \\ TP <8. 81at. 1998. N 2-3. R. 114-119).

В патенте ЕР 0548399, кл. С08В 31/18 раскрыт способ получения кислот из углеводов методом каталитической модификации полисахаридов молекулярным кислородом. Известный способ предполагает предварительную стадию извлечения из растительного сырья полисахарида. Серьезным ограничением известного способа каталитического окисления углеводов молекулярным кислородом является не только высокая себестоимость полисахарида (крахмала, декстринов) в условиях промышленного производства, но и неполное использование всех компонент растительного сырья. Кроме того, получаемый известным способом продукт представляет собой гетерогенный раствор, не обладающий вязкотекучими свойствами.In patent EP 0548399, cl. C08B 31/18 discloses a method for producing acids from carbohydrates by the method of catalytic modification of polysaccharides with molecular oxygen. The known method involves a preliminary stage of extraction of plant polysaccharide. A serious limitation of the known method for the catalytic oxidation of carbohydrates by molecular oxygen is not only the high cost of polysaccharide (starch, dextrins) in industrial production, but also the incomplete use of all components of plant materials. In addition, the product obtained in a known manner is a heterogeneous solution that does not have viscous flow properties.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В рамках данного изобретения решается задача разработки такого способа окислительной модификации растительного сырья, который позволил бы получать из растительного сырья в одну стадию экологически чистые дешевые химические реагенты, содержащие как продукты модификации полисахаридов, так и всех остальных компонентов растительного сырья. Имеется потребность в получении реагентов, обладающих вязкотекучими свойствами и пригодных для использования в различных областях техники. Имеется также потребность в снижении длительности процесса окислительной модификации растительного сырья и повышении его стабильности.In the framework of this invention, the task of developing such a method of oxidative modification of plant materials is solved, which would make it possible to obtain environmentally friendly cheap chemicals from plant materials in one step, containing both products of polysaccharide modification and all other components of plant materials. There is a need to obtain reagents with viscous flow properties and suitable for use in various fields of technology. There is also a need to reduce the duration of the oxidative modification of plant materials and increase its stability.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения полимерной композиции в форме стабильной водной суспензии проводят жидкофазную окислительную обработку растительного сырья в щелочной среде в присутствии водного раствора соли двухвалентной меди при температуре из диапазона 50-80°С в условиях аэрирования и перемешивания, так что щелочь вводят в реакционную смесь в два этапа, сначала в количестве 5-10 вес.% по отношению к весу растительного сырья, а затем в количестве 0,5-2 вес.% по отношению к весу растительного сырья через 1-1,5 ч после введения первой порции с получением суспензии, содержащей растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, и водную среду, при массовом отношении растворимого и нерастворимого компонентов в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно.The problem is solved in that in the method for producing a polymer composition in the form of a stable aqueous suspension, liquid-phase oxidative treatment of plant materials in an alkaline medium is carried out in the presence of an aqueous solution of divalent copper salt at a temperature from the range of 50-80 ° C under aeration and mixing conditions, so that the alkali introduced into the reaction mixture in two stages, first in an amount of 5-10 wt.% with respect to the weight of plant materials, and then in an amount of 0.5-2 wt.% with respect to the weight of plant materials 1-1.5 hours after in eating the first portion to obtain a suspension containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low-substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein, and an aqueous medium the ratio of soluble and insoluble components in the range of (73.5-92.5) :( 6.5-21.5), respectively.

Предпочтительно проводить жидкофазную обработку растительного сырья до достижения вязкости суспензии из диапазона 100-6000 сП при температуре 20°С.It is preferable to carry out liquid-phase processing of plant materials to achieve a viscosity of the suspension from the range of 100-6000 cP at a temperature of 20 ° C.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения полимерной композиции в форме высушенного порошка предварительно приготавливают водную суспензию путем жидкофазной окислительной обработки растительного сырья в щелочной среде в присутствии водного раствора соли двухThe problem is also solved by the fact that in the method for producing a polymer composition in the form of a dried powder, an aqueous suspension is preliminarily prepared by liquid-phase oxidative treatment of plant materials in an alkaline medium in the presence of an aqueous solution of two salt

- 1 009416 валентной меди при температуре из диапазона 50-80°С в условиях аэрирования и перемешивания, так что щелочь вводят в реакционную смесь в два этапа, сначала в количестве 5-10 вес.% по отношению к весу растительного сырья, а затем в количестве 0,5-2 вес.% по отношению к весу растительного сырья через 1-1,5 ч после введения первой порции с получением суспензии, содержащей растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, и водную среду, при массовом отношении растворимого и нерастворимого компонентов в суспензии в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно, и проводят последующее высушивание суспензии.- 1 009416 valence copper at a temperature in the range of 50-80 ° C under aeration and stirring conditions, so that the alkali is introduced into the reaction mixture in two stages, first in an amount of 5-10 wt.% With respect to the weight of the plant material, and then in the amount of 0.5-2 wt.% with respect to the weight of plant materials 1-1.5 hours after the introduction of the first portion to obtain a suspension containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low substituted cellulose ethers and salts of alkaline m talla carboxycellulose, a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein, and an aqueous medium, with a mass ratio of soluble and insoluble components in suspension in the range (73.5-92.5) :( 6.5-21.5), respectively and carry out subsequent drying of the suspension.

Поставленная задача решается тем, что в полимерной композиции в форме стабильной водной суспензии, проявляющей вязкотекучие свойства и содержащей растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, а также водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, и водную среду, массовое отношение растворимого и нерастворимого компонентов составляет величину в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно, а общее содержание твердых частиц в суспензии составляет 10-50 вес.% от массы суспензии.The problem is solved in that in the polymer composition in the form of a stable aqueous suspension exhibiting viscous flow properties and containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low-substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, as well as a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein, and aqueous medium, mass ratio of soluble and insoluble components s is in the range (73,5-92,5) :( 6,5-21,5), respectively, and the total solids content in the suspension is 10-50 wt.% of the slurry.

Предпочтительно, что водная суспензия имеет вязкость из диапазона 100-6000 сП при температуре 20°С.Preferably, the aqueous suspension has a viscosity in the range of 100-6000 cP at a temperature of 20 ° C.

Поставленная задача решается также тем, что в полимерной композиции в виде высушенного порошка, содержащего растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, и водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, массовое отношение растворимого и нерастворимого компонентов составляет величину в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно.The problem is also solved by the fact that in the polymer composition in the form of a dried powder containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low-substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, and a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein, the mass ratio of soluble and insoluble components is in the range (73.5-92.5) :( 6.5-21.5) corresponding nno.

Сущность изобретения состоит в реализации процесса жидкофазного каталитического окисления растительного сырья в водной щелочной среде в присутствии солей двухвалентной меди путем выявления термодинамических и кинетических закономерностей образования полимерных продуктов модификации растительного сырья с использованием всех его компонент. Конечным продуктом окислительной модификации растительного сырья являются вязкотекучие полимерные стабильные водные суспензии, содержащие комплекс модифицированных компонент растительного сырья. В связи с отсутствием строгой теории вязкости дисперсионных систем и растворов полимеров указанные выше закономерности образования полимерных продуктов модификации растительного сырья проводили эмперически.The essence of the invention consists in the implementation of the process of liquid-phase catalytic oxidation of plant materials in an aqueous alkaline medium in the presence of divalent copper salts by identifying the thermodynamic and kinetic laws of formation of polymer products of modification of plant materials using all its components. The final product of the oxidative modification of plant materials is viscous polymer stable aqueous suspensions containing a complex of modified components of plant materials. Due to the lack of a rigorous theory of the viscosity of dispersion systems and polymer solutions, the above regularities in the formation of polymer products of modification of plant materials were carried out empirically.

Растительное сырье является инертным по отношению к молекулярному кислороду и практически не окисляется в мягких условиях при использовании традиционных каталитических систем. Однако было установлено, что каталитическая система (растительное сырье + щелочь + комплексы меди) при определенных условиях способна с аномально высокими скоростями катализировать низкотемпературное окисление всех компонент растительного сырья, ряда кетонов, спиртов и полиолов молекулярным кислородом. Получаемый продукт окислительной модификации растительного сырья представляет собой полимерную композицию в форме стабильной водной суспензии, обладающей вязкотекучими свойствами.Plant materials are inert with respect to molecular oxygen and practically do not oxidize under mild conditions using traditional catalytic systems. However, it was found that the catalytic system (plant materials + alkali + copper complexes) under certain conditions is capable of catalyzing abnormally high rates of low-temperature oxidation of all components of plant materials, a number of ketones, alcohols and polyols with molecular oxygen. The resulting oxidative modification product of plant materials is a polymer composition in the form of a stable aqueous suspension having viscous flow properties.

Изобретение предусматривает высушенные порошки, способные вновь диспергироваться в воде с образованием стабильной водной суспензии. Порошок может быть получен приготовлением стабильных водных дисперсий согласно изобретению и сушкой дисперсии. Дисперсии могут быть осушены различными средствами, так как имеет место небольшая тенденция к слипанию частиц даже в экстремальных температурах. Такие средства сушки включают сушку распылением, сушку на барабане, сушку топочными газами и вакуумную сушку, включая сушку вымораживанием.The invention provides dried powders capable of being redispersed in water to form a stable aqueous suspension. The powder can be obtained by preparing stable aqueous dispersions according to the invention and drying the dispersion. Dispersions can be dried by various means, since there is a slight tendency to stick particles even at extreme temperatures. Such drying means include spray drying, drum drying, flue-gas drying, and vacuum drying, including freeze-drying.

В качестве растительного сырья может быть использовано не только кондиционное сырье, но и отходы сельского хозяйства, в том числе отходы, образующиеся при шлифовании риса.As plant raw materials, not only conditioned raw materials can be used, but also agricultural waste, including waste generated by grinding rice.

Полисахариды (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества) являются основными компонентами практически любого растительного сырья, в том числе отходов сельского хозяйства. Было установлено, что крахмал активно окисляется молекулярным кислородом только в присутствии гомогенных катализаторов и щелочей.Polysaccharides (starch, cellulose, pectin substances) are the main components of almost any plant material, including agricultural waste. It was found that starch is actively oxidized by molecular oxygen only in the presence of homogeneous catalysts and alkalis.

Углеводы (поли- и моносахариды), содержащиеся в растительном сырье, как показали исследования, также легко окисляются молекулярным кислородом в присутствии оснований и гомогенных катализаторов с образованием водорастворимых полиоксикарбоновых кислот.Studies have shown that carbohydrates (poly- and monosaccharides) contained in plant materials are also easily oxidized by molecular oxygen in the presence of bases and homogeneous catalysts to form water-soluble polyoxycarboxylic acids.

Как известно, кроме полисахаридов в растительном сырье в значительных количествах присутствуют жиры, белки и лигнины. Было установлено, что жиры легко гидролизуются под действием щелочи с образованием глицерина и солей жирных кислот, которые не подвергаются дальнейшим превращениям. В то же время, образующиеся в результате щелочного гидролиза жиров глицерин и соли жирных кислот способны существенно улучшать поверхностно-активные и смазочные свойства водных суспензийAs is known, in addition to polysaccharides, fats, proteins and lignins are present in significant quantities in plant materials. It was found that fats are easily hydrolyzed by alkali to form glycerol and salts of fatty acids, which do not undergo further transformations. At the same time, glycerol and salts of fatty acids formed as a result of alkaline hydrolysis of fats can significantly improve the surface-active and lubricating properties of aqueous suspensions

- 2 009416 модифицированного растительного сырья по сравнению, например, с продуктами окисления чистого крахмала.- 2 009416 modified plant materials in comparison, for example, with the oxidation products of pure starch.

Изучение каталитического окисления лигнина в щелочной среде показало, что лигнин легко подвергается окислительной модификации в этих условиях с образованием реакционноспособных оксоароматических и хинонсодержащих соединений.A study of the catalytic oxidation of lignin in an alkaline medium showed that lignin readily undergoes oxidative modification under these conditions with the formation of reactive oxoaromatic and quinone-containing compounds.

Исследования показали, что белки в присутствии щелочи и катализатора также подвергаются модификации молекулярным кислородом в результате сложных химических превращений. Экспериментально установлено, что под действием щелочи происходит гидролиз пептидных связей с образованием аминокислот. Кроме того, протекает каталитическое окисление Ν-Н групп белка, что значительно ускоряет деструкцию полипептида. В присутствии окисленного полисахарида Ν-Н группы аминокислот взаимодействуют с карбонильными группами модифицированного углевода, при этом существенно меняются физико-химические свойства последнего: увеличивается катионообменная емкость и снижается водоотдача водных суспензий по сравнению с полисахаридом, модифицируемым в отсутствие белков.Studies have shown that proteins in the presence of alkali and catalyst are also modified by molecular oxygen as a result of complex chemical transformations. It was experimentally established that under the action of alkali, hydrolysis of peptide bonds occurs with the formation of amino acids. In addition, the catalytic oxidation of Ν-H protein groups proceeds, which significantly accelerates the destruction of the polypeptide. In the presence of an oxidized polysaccharide, Ν-H groups of amino acids interact with the carbonyl groups of the modified carbohydrate, and the physicochemical properties of the latter change significantly: the cation exchange capacity increases and the water loss of aqueous suspensions decreases compared to the polysaccharide modified in the absence of proteins.

Было также установлено, что белок в щелочной среде способен эффективно взаимодействовать с катализатором, в итоге вызывая дезактивацию последнего. По этой причине условия получения вязкотекучих химических реагентов, содержащих продукты модификации всех компонент растительного сырья, включая полисахариды, путем проведения процесса модификации растительного сырья, содержащего в больших количествах белок, иные, чем при окислении чистых полисахаридов.It was also found that a protein in an alkaline environment is able to interact effectively with a catalyst, ultimately causing the deactivation of the latter. For this reason, the conditions for the production of viscous flowing chemicals containing products of modification of all components of plant materials, including polysaccharides, by carrying out the process of modifying plant materials containing large amounts of protein other than during the oxidation of pure polysaccharides.

В условиях процесса модификации растительного сырья, отличных от заявленных, происходит гидролиз и окисление белков, и в системе накапливаются активные азотсодержащие производные, вызывающие быструю дезактивацию катализатора. В результате практически не вовлекаются в процесс окисления полисахариды, присутствующие в растительном сырье. Водные суспензии даже после 10-20часовой обработки остаются высоковязкими, а при охлаждении до комнатной температуры становятся практически нетекучими. Вследствие этого имелась потребность в подборе таких условий модификации растительного сырья, содержащего белок, при которых скорость окисления полисахаридов была бы значительно выше скорости гидролиза и окислительной деструкции белка. Такие условия достигаются, прежде всего, введением в реакционную смесь щелочи в два этапа, эффективным газо- и массообменом и проведением процесса модификации растительного сырья при относительно низких температурах (не выше 80°С).Under the conditions of the process of modification of plant materials other than those stated, hydrolysis and oxidation of proteins occur, and active nitrogen-containing derivatives accumulate in the system, causing rapid catalyst deactivation. As a result, the polysaccharides present in plant materials are practically not involved in the oxidation process. Water suspensions even after 10-20 hours of treatment remain highly viscous, and when cooled to room temperature they become practically non-fluid. As a result of this, there was a need to select such conditions for the modification of plant raw materials containing protein under which the rate of oxidation of polysaccharides would be significantly higher than the rate of hydrolysis and oxidative destruction of the protein. Such conditions are achieved, first of all, by introducing alkali into the reaction mixture in two stages, efficient gas and mass transfer, and carrying out the process of modifying plant materials at relatively low temperatures (not higher than 80 ° C).

Было также установлено, что одним из существенных параметров, определяющих свойства получаемых полимерных суспензий модифицированного растительного сырья, является количество вводимой щелочи. При введении 10 кг щелочи в расчете на 1 т зерна образуется высоковязкая, практически нетекучая при комнатных температурах суспензия (при содержании твердых веществ 15-20 вес.%). При введении щелочи в количестве 200-300 кг на 1 т зерна при прочих равных условиях можно получить низковязкую суспензию. Однако получение суспензий с вязкостью, близкой к вязкости воды, не является предметом данного изобретения, так они не обеспечивают требуемых структурно-механических свойств полимерной композиции.It was also found that one of the essential parameters that determine the properties of the obtained polymer suspensions of modified plant materials is the amount of alkali added. With the introduction of 10 kg of alkali per 1 ton of grain, a highly viscous, practically non-fluid suspension at room temperature is formed (with a solids content of 15-20 wt.%). With the introduction of alkali in an amount of 200-300 kg per 1 ton of grain, ceteris paribus, you can get a low viscosity suspension. However, the preparation of suspensions with a viscosity close to that of water is not the subject of this invention, as they do not provide the required structural and mechanical properties of the polymer composition.

Оптимальная температура процесса модификации растительного сырья составляет 50-75°С. Однако при необходимости получения высококонцентрированных суспензий с содержанием твердых веществ более 25 вес.% процесс модификации при этих температурах может протекать недостаточно эффективно из-за плохого массообмена. В этом случае повышение температуры до 80°С может существенно интенсифицировать реакцию каталитического окисления растительного сырья.The optimum temperature of the process of modification of plant materials is 50-75 ° C. However, if it is necessary to obtain highly concentrated suspensions with a solids content of more than 25 wt.%, The modification process at these temperatures may not be efficient enough due to poor mass transfer. In this case, an increase in temperature to 80 ° C can significantly intensify the reaction of catalytic oxidation of plant materials.

С другой стороны, исследования показали, что проведение процесса при температуре выше 80°С, как правило, приводит к образованию некондиционного продукта. Это связано с тем, что значительное повышение температуры снижает скорость окисления полисахаридов, и одновременно резко интенсифицируются процессы некаталитического превращения растительного сырья: карамелизация крахмала, денатурация белков и т. д. Эти процессы сопровождаются дезактивацией катализатора. В результате практически не образуются соли полиоксикислот из крахмала, растворы которых обладают в сотни раз более низкой вязкостью по сравнению с неокисленным крахмалом. По мере растворения зерен крахмала получаемая суспензия загустевает, уменьшается газообмен, что может привести к полной остановке реакции каталитического окисления.On the other hand, studies have shown that carrying out the process at temperatures above 80 ° C, as a rule, leads to the formation of a substandard product. This is due to the fact that a significant increase in temperature reduces the rate of oxidation of polysaccharides, and at the same time the processes of non-catalytic conversion of plant materials are sharply intensified: caramelization of starch, protein denaturation, etc. These processes are accompanied by catalyst deactivation. As a result, salts of polyoxyacids from starch are practically not formed, the solutions of which have hundreds of times lower viscosity in comparison with unoxidized starch. As the starch grains dissolve, the resulting suspension thickens, gas exchange decreases, which can lead to a complete cessation of the catalytic oxidation reaction.

Разработанный способ окислительной модификации растительного сырья позволяет получать водные суспензии с содержанием твердых веществ от 10 до 50 вес.%, при этом удается избежать трудностей, связанных с исключительно высокой вязкостью водных растворов крахмалсодержащего сырья. Растительное сырье в присутствии гидроокисей натрия или калия после непродолжительного перемешивания также дает густую массу при температурах выше 50°С, которую практически невозможно подвергать окислительной переработке. Однако крахмал, содержащийся в растительном сырье, в присутствии гомогенных катализаторов: водного раствора солей двухвалентной меди и щелочи с высокой скоростью подвергается каталитическому окислению, при этом происходит разрыв -С-С-связей в положении 2,3 глюкозидных колец с образованием карбоксильных групп. Результатом карбоксилирования крахмала является резкое падение вязкости его водно-щелочных растворов. Даже при модификации только 1%The developed method of oxidative modification of plant materials allows to obtain aqueous suspensions with a solids content of from 10 to 50 wt.%, While avoiding the difficulties associated with the extremely high viscosity of aqueous solutions of starch-containing raw materials. Vegetable raw materials in the presence of sodium or potassium hydroxides after short mixing also gives a dense mass at temperatures above 50 ° C, which is almost impossible to undergo oxidative processing. However, starch contained in plant raw materials in the presence of homogeneous catalysts: an aqueous solution of salts of divalent copper and alkali undergoes catalytic oxidation at a high rate, in this case the -C-C bonds in the 2,3 position of the glucoside rings break and form carboxyl groups. The result of carboxylation of starch is a sharp drop in the viscosity of its aqueous alkaline solutions. Even with modification, only 1%

- 3 009416 полимерных зерен, т.е. одного из сотен глюкозидных звеньев крахмала, вязкость растворов снижается в тысячи раз.- 3 009416 polymer grains, i.e. of one of hundreds of starch glucoside units, the viscosity of solutions decreases thousands of times.

Данный способ позволяет избежать сложностей работы со сверхвязкими клейстерами. По мере растворения растительного сырья в щелочном растворе происходит постепенное нарастание вязкости раствора. Однако одновременно протекает и процесс карбоксилирования молекул растворившегося крахмала, что резко снижает его вязкость. Таким образом, в условиях, при которых скорость растворения растительного сырья не превышает скорость окисления крахмала, содержащегося в нем, процесс каталитической модификации растительного сырья можно проводить без резких колебаний вязкости окисляемой массы.This method avoids the difficulties of working with ultra-viscous pastes. As the plant material dissolves in the alkaline solution, the viscosity of the solution gradually increases. However, at the same time, the carboxylation of the molecules of dissolved starch also proceeds, which sharply reduces its viscosity. Thus, under conditions under which the dissolution rate of plant materials does not exceed the rate of oxidation of starch contained in it, the process of catalytic modification of plant materials can be carried out without sharp fluctuations in the viscosity of the oxidizable mass.

Для обеспечения стабильности процесса окислительной модификации растительного сырья щелочь целесообразно вводить в состав реакционной массы поэтапно путем дробных добавок. Первую порцию щелочи вводят в количестве 5-10 вес.% по отношению к растительному сырью, а вторую порцию щелочи вводят в количестве 0,5-2 вес.% по отношению к растительному сырью.To ensure the stability of the process of oxidative modification of plant materials, it is advisable to introduce alkali into the composition of the reaction mass in stages by fractional additives. The first portion of the alkali is administered in an amount of 5-10 wt.% In relation to the plant material, and the second portion of the alkali is administered in an amount of 0.5-2 wt.% In relation to the plant material.

Исследования показали, что наибольшую каталитическую активность в реакции окисления растительного сырья проявляют соединения двухвалентной меди. После растворения в воде солей меди, добавления растительного сырья и последующего введения щелочи в системе образуются смешанные комплексы двухвалентной меди, содержащие в качестве макролигандов крахмал в анионной форме и белок. Было также установлено, что активность катализатора практически не зависит от природы применяемых солей меди. В то же время, активность катализатора существенно снижается в присутствии сильных комплексонов, таких как этилендиамин или о-фенантролин. Это происходит вследствие блокирования комплексонами координационной сферы иона Си2+, что исключает возможность образования реакционноспособных комплексонов {Си2+...А-}, где А- - анионная форма субстрата.Studies have shown that divalent copper compounds exhibit the highest catalytic activity in the oxidation reaction of plant materials. After dissolution of copper salts in water, addition of plant materials and subsequent introduction of alkali, mixed divalent copper complexes are formed in the system, containing starch in anionic form and protein as macroligands. It was also found that the activity of the catalyst is practically independent of the nature of the copper salts used. At the same time, the activity of the catalyst is significantly reduced in the presence of strong chelators, such as ethylenediamine or o-phenanthroline. This happens because chelators blocking coordination sphere of Cu 2+ ion, which eliminates the possibility of the formation of reactive Cu 2+ chelating {... A -}, where A - - anionic form of the substrate.

Из полученных стабильных водных суспензий можно выделить сухое вещество с помощью вальцовой сушки, сушки топочными газами или высаливанием ацетоном или спиртом с последующей сушкой на воздухе.From the obtained stable aqueous suspensions, dry matter can be isolated by roller drying, drying with flue gases or salting out with acetone or alcohol, followed by drying in air.

Для лучшего понимания сущности данного изобретения ниже приведены конкретные неограничивающие примеры каталитической модификации растительного сырья в щелочной среде в присутствии соединений меди, конечным продуктом которого является модифицированное растительное сырье в виде полимерной вязкотекучей суспензии.For a better understanding of the essence of the present invention, specific non-limiting examples of the catalytic modification of plant materials in an alkaline environment in the presence of copper compounds, the final product of which is a modified plant material in the form of a viscous polymer suspension, are given below.

Лучшие варианты осуществления способа.The best options for implementing the method.

Пример 1.Example 1

Для получения полимерной композиции в форме водной суспензии, представляющей собой продукт окислительной модификации растительного сырья, в термостатированный эмалированный или стальной реактор емкостью 10 л, снабженный механической мешалкой, заливают 6 л горячей воды и загружают 12 г катализатора Си24-5Н2О. Раствор перемешивают до полного растворения катализатора. После этого в реактор насыпают 1,4 кг пшеничного зерна или муки. Затем включают мешалку и перемешивают реакционную смесь. После достижения температуры 72°С при постоянном перемешивании добавляют первую порцию щелочи ΝαΟΗ в количестве 80 г. Смесь активно перемешивают и одновременно начинают барботировать кислород или воздух. В процессе жидкофазного каталитического окисления растительного сырья поддерживают температуру 70-72°С. Показатель среды рН поддерживают равным 10. Через 1 ч после подачи первой порции щелочи производят подачу второй порции щелочи в количестве 30 г. Реакционную смесь продолжают активно перемешивать и барботировать, поддерживая температуру на уровне 70-72°С. Процесс каталитической модификации растительного сырья идет стабильно, без резких колебаний вязкости реакционной смеси. Процесс обработки сырья проводят в течение 6 ч. В результате образуется полимерная стабильная водная суспензия с вязкостью 500 сП при температуре 20°С. Полученная в результате модификации растительного сырья полимерная суспензия, содержащая растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксилцеллюлозы, может быть использована в качестве реагента для обработки буровых растворов или связующего при производстве древесно-стружечных плит в композиции с формальдегидными смолами. Массовое соотношение водонерастворимого компонента и водорастворимого компонента составляет 20,8:76,3.To obtain a polymer composition in the form of an aqueous suspension, which is a product of oxidative modification of plant materials, in a thermostated enameled or steel reactor with a capacity of 10 l, equipped with a mechanical stirrer, pour 6 l of hot water and load 12 g of catalyst Cu 2 8O 4 -5H 2 O. The solution is stirred until the catalyst is completely dissolved. After that, 1.4 kg of wheat grain or flour are poured into the reactor. Then turn on the stirrer and mix the reaction mixture. After reaching a temperature of 72 ° C with constant stirring, add the first portion of alkali ΝαΟΗ in an amount of 80 g. The mixture is actively mixed and at the same time oxygen or air begins to bubble. In the process of liquid-phase catalytic oxidation of plant materials maintain a temperature of 70-72 ° C. The medium pH is maintained at 10. After 1 hour after the first portion of the alkali was fed, a second portion of the alkali was fed in an amount of 30 g. The reaction mixture was continued to actively mix and sparge, maintaining the temperature at 70-72 ° C. The process of catalytic modification of plant materials is stable, without sharp fluctuations in the viscosity of the reaction mixture. The processing of raw materials is carried out for 6 hours. As a result, a polymer stable aqueous suspension with a viscosity of 500 cP is formed at a temperature of 20 ° C. The polymer suspension obtained as a result of the modification of plant materials containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low-substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxyl cellulose can be used as a reagent for processing drilling fluids or a binder in the manufacture of wood particle boards in a composition with formaldehyde resins. The mass ratio of the water-insoluble component and the water-soluble component is 20.8: 76.3.

Пример 2.Example 2

Способом, аналогичным каталитическому окислению кукурузного зерна по примеру 1, получают полимерную вязкотекучую суспензию, для чего берут следующий расход исходных реагентов: вода - 6 л, катализатор Си24-5Н2О - 15 г, кукурузное зерно - 1,5 кг, щелочь ΝαΟΗ: первая порция - 90 г, а вторая порция - 40 г. Показатель среды рН поддерживают равным 10,5.In a manner analogous to the catalytic oxidation of corn grain in Example 1, a polymer viscous fluid suspension is obtained, for which the following consumption of initial reagents is taken: water - 6 l, Cu 2 8O 4 -5H 2 O catalyst - 15 g, corn grain - 1.5 kg, alkali ΝαΟΗ: the first portion is 90 g, and the second portion is 40 g. The pH of the medium is maintained at 10.5.

Время каталитической жидкофазной обработки растительного сырья составляет 5 ч при температуре 72-74°С и приводит к получению стабильной водной суспензии с величиной вязкости 750 сП при температуре 20°С. Полученная вязкотекучая суспензия обладает высокими поверхностно-активными свойствами и может быть использована в качестве поверхностно-активного вещества в различных отрасляхThe time of the catalytic liquid-phase treatment of plant materials is 5 hours at a temperature of 72-74 ° C and leads to a stable aqueous suspension with a viscosity of 750 cP at a temperature of 20 ° C. The resulting viscous flowing suspension has high surfactant properties and can be used as a surfactant in various industries

- 4 009416 промышленности, например в горно-добывающей промышленности, в процессах обогащения различных руд полезных ископаемых, а также при производстве картона, бумаги, древесно-стружечных плит или фанеры. Массовое соотношение водонерастворимого и водорастворимого компонентов составляет 11,5:86,8.- 4 009416 industry, for example, in the mining industry, in the processes of enrichment of various mineral ores, as well as in the production of cardboard, paper, chipboards or plywood. The mass ratio of water-insoluble and water-soluble components is 11.5: 86.8.

Пример 3.Example 3

Полимерную композицию в виде вязкотекучей суспензии производят методом каталитического окисления пшена аналогично примеру 1. Расход исходных реагентов: вода - 6 л, катализатор Си24-5Н2О - 15 г, пшено - 2,5 кг, первая порция щелочи КОН - 100 г, вторая порция щелочи - 100 г. Показатель среды рН поддерживают равным 10,5. Вторую порцию щелочи вводят через 1,5 ч после введения первой порции щелочи.The polymer composition in the form of a viscous flowing suspension is produced by the method of catalytic oxidation of millet, as in Example 1. The consumption of the initial reagents: water — 6 l, catalyst Cu 2 8O 4 —5H 2 O — 15 g, millet — 2.5 kg, the first portion of KOH alkali — 100 g, the second portion of alkali is 100 g. The pH is maintained at 10.5. The second portion of the alkali is administered 1.5 hours after the introduction of the first portion of the alkali.

Процесс каталитического окисления пшена ведут при температуре 78±2°С. Время обработки составляет 4 ч. Полученная полимерная суспензия имеет вязкость 5000 сП при температуре 20°С. Полученную суспензию сушат на вальцовых или распылительных сушилках до порошкообразного состояния. При растворении полученного порошка получают суспензию с теми же свойствами, что и после слива из реактора.The process of catalytic oxidation of millet is carried out at a temperature of 78 ± 2 ° C. The processing time is 4 hours. The resulting polymer suspension has a viscosity of 5000 cP at a temperature of 20 ° C. The resulting suspension is dried on a roller or spray dryer to a powder state. Upon dissolution of the obtained powder, a suspension is obtained with the same properties as after discharge from the reactor.

Полученная полимерная суспензия обладает высокими поверхностно-активными свойствами и может быть использована в качестве флокулянта или коагулянта для очистки различных жидкостей от взвешенных веществ. Массовое соотношение водонерастворимого и водорастворимого компонентов составляет 18,2:79,7.The resulting polymer suspension has high surface-active properties and can be used as a flocculant or coagulant to purify various liquids from suspended solids. The mass ratio of water-insoluble and water-soluble components is 18.2: 79.7.

Пример 4.Example 4

Полимерную композицию в виде вязкотекучей суспензии производят методом каталитического окисления рисового зерна аналогично примеру 1, расходуя следующие реагенты: вода - 6 л, катализатор Си24-5Н2О - 12 г, пшено 1,5 кг, первая порция щелочи ΝαΟΗ - 100 г, вторая порция щелочи - 20 г. Показатель среды рН поддерживают равным 10,7. Во время окислительной каталитической обработки рисового зерна температуру поддерживают в пределах 70±2°С. Время обработки составляет 3,5 ч. Проведение процесса окислительной модификации рисового зерна в водной щелочной среде приводит к получению суспензии с вязкостью 250 сП при температуре 20°С. Окислительное модифицирование рисового зерна происходит в отсутствие резких колебаний вязкости реакционной массы. Массовое соотношение водонерастворимого и водорастворимого компонент составляет 8,1:89,5.The polymer composition in the form of a viscous flowing suspension is produced by the method of catalytic oxidation of rice grain as in Example 1, spending the following reagents: water - 6 l, catalyst Cu 24 -5Н 2 О - 12 g, millet 1.5 kg, the first portion of alkali ΝαΟΗ - 100 g, the second portion of alkali is 20 g. The pH is maintained at 10.7. During the oxidative catalytic treatment of rice grain, the temperature is maintained within 70 ± 2 ° C. The processing time is 3.5 hours. The oxidative modification of rice grain in an aqueous alkaline medium results in a suspension with a viscosity of 250 cP at a temperature of 20 ° C. Oxidative modification of rice grain occurs in the absence of sharp fluctuations in the viscosity of the reaction mass. The mass ratio of water-insoluble and water-soluble component is 8.1: 89.5.

Полученная суспензия обладает высокими клеящими свойствами и может быть использована в качестве клеящего вещества при производстве гофрокартона и различных типов древесных плит.The resulting suspension has high adhesive properties and can be used as an adhesive in the manufacture of corrugated board and various types of wood boards.

Сухие стабильные продукты реакции каталитического окисления растительного сырья в виде порошка, полученного высушиванием водных суспензий согласно изобретению, обеспечивают ряд преимуществ. В особенности, порошки способны повторно диспергироваться, если их добавить к воде. Это приводит к ряду коммерческих преимуществ, включая способность получать и хранить сухой продукт, который позднее может быть удобно снова диспергирован. Сухие, повторно диспергирующиеся продукты снижают стоимость перевозимых материалов, так как в них отсутствует вода. Высушенные порошки удобно транспортировать, и они могут быть снова диспергированы в воде, если нужна водная суспензия. Изобретение дает возможность хранить сухой продукт длительное время, в течение которого он не мог бы сохраняться в форме стабильной жидкой дисперсии. Полученные обработкой растительного сырья полимерные композиции в форме водных суспензий, проявляющих вязкотекучие свойства, или высушенных порошков, обладают фунгицидными свойствами и могут храниться без изменения свойств в течение года.Dry stable reaction products of the catalytic oxidation of plant materials in the form of a powder obtained by drying aqueous suspensions according to the invention provide several advantages. In particular, powders are able to redisperse if added to water. This leads to a number of commercial advantages, including the ability to receive and store a dry product, which can later be conveniently redispersed later. Dry, redispersible products reduce the cost of transported materials, as they lack water. Dried powders are convenient to transport, and they can be redispersed in water if an aqueous suspension is needed. The invention makes it possible to store a dry product for a long time, during which it could not be stored in the form of a stable liquid dispersion. Obtained by processing plant materials, polymer compositions in the form of aqueous suspensions exhibiting viscous flow properties or dried powders have fungicidal properties and can be stored without changing their properties for a year.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Изобретение может быть использовано при производстве полимерных композиций, которые могут находить применение в качестве эффективных клеев, смазывающих добавок и понизителей фильтрации для буровых растворов, а также и для других композиций с иным конечным применением. Водные полимерные дисперсии и порошки, полученные согласно изобретению, содержат комплекс модифицированных компонент растительного сырья и характеризуются уникальными свойствами, ценными для применения при производстве древесно-стружечных плит в качестве связующего.The invention can be used in the manufacture of polymer compositions, which can be used as effective adhesives, lubricants and filtration reducers for drilling fluids, as well as for other compositions with other end uses. Aqueous polymer dispersions and powders obtained according to the invention contain a complex of modified components of plant materials and are characterized by unique properties that are valuable for use in the manufacture of chipboards as a binder.

Применение метода жидкофазного окисления растительного сырья в щелочной среде в присутствии катализатора, в качестве которого используют водные растворы двухвалентных соединений меди, сопровождающегося модификацией всех компонент растительного сырья, позволяет сократить длительность технологического процесса получения технических продуктов, содержащих модифицированные компоненты растительного сырья.The use of the method of liquid-phase oxidation of plant materials in an alkaline medium in the presence of a catalyst, which is used as aqueous solutions of divalent copper compounds, accompanied by the modification of all components of plant materials, reduces the duration of the technological process for producing technical products containing modified components of plant materials.

Claims (6)

1. Способ получения полимерной композиции в форме стабильной водной суспензии, включающий жидкофазную окислительную обработку растительного сырья в щелочной среде в присутствии водного раствора соли двухвалентной меди при температуре из диапазона 50-80°С в условиях аэрирования и перемешивания, так что щелочь вводят в реакционную смесь в два этапа, сначала в количестве 5-10 вес.% по отношению к весу растительного сырья, а затем в количестве 0,5-2 вес.% по отношению к весу растительного сырья через 1-1,5 ч после введения первой порции с получением суспензии, содержащей растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка и водную среду, при массовом отношении водорастворимого и нерастворимого в воде компонентов в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно.1. A method of obtaining a polymer composition in the form of a stable aqueous suspension, including liquid-phase oxidative treatment of plant materials in an alkaline medium in the presence of an aqueous solution of a salt of divalent copper at a temperature from a range of 50-80 ° C under aeration and stirring conditions, so that the alkali is introduced into the reaction mixture in two stages, first in an amount of 5-10 wt.% in relation to the weight of plant material, and then in an amount of 0.5-2 wt.% in relation to the weight of plant material 1-1.5 hours after the introduction of the first portion receiving with a suspension containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low-substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein and an aqueous medium, with a mass ratio of water to water solubility components in the range (73.5-92.5) :( 6.5-21.5), respectively. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что жидкофазную обработку растительного сырья проводят до достижения вязкости суспензии из диапазона 100-6000 сП при температуре 20°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid-phase processing of plant materials is carried out until the viscosity of the suspension is reached from the range of 100-6000 cP at a temperature of 20 ° C. 3. Способ получения полимерной композиции в форме высушенного порошка, включающий предварительное приготовление стабильной водной суспензии путем жидкофазной окислительной обработки растительного сырья в щелочной среде в присутствии водного раствора соли двухвалентной меди при температуре из диапазона 50-80°С в условиях аэрирования и перемешивания, так что щелочь вводят в реакционную смесь в два этапа, сначала в количестве 5-10 вес.% по отношению к весу растительного сырья, а затем в количестве 0,5-2 вес.% по отношению к весу растительного сырья через 1-1,5 ч после введения первой порции с получением суспензии, содержащей растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, водонерастворимый компонент на основе полизамешенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, и водную среду, при массовом отношении водорастворимого и нерастворимого в воде компонентов в суспензии в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно, и последующее высушивание суспензии.3. A method of obtaining a polymer composition in the form of a dried powder, comprising pre-preparing a stable aqueous suspension by liquid-phase oxidative treatment of plant materials in an alkaline medium in the presence of an aqueous solution of divalent copper salt at a temperature from the range of 50-80 ° C under aeration and mixing conditions, so that alkali is introduced into the reaction mixture in two stages, first in an amount of 5-10 wt.% in relation to the weight of plant material, and then in an amount of 0.5-2 wt.% in relation to the weight of plant material 1-1.5 hours after the introduction of the first portion to obtain a suspension containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein, and the aqueous medium, with the mass ratio of water-soluble and water-insoluble components in suspension in the range (73.5-92.5) :( 6.5-21.5), respectively, and the last going drying the suspension. 4. Полимерная композиция в форме стабильной водной суспензии, проявляющей вязкотекучие свойства и содержащей растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, и водную среду, при этом массовое отношение растворимого в воде и водонерастворимого компонентов составляет величину в диапазоне (73,592,5):(6,5-21,5) соответственно, а общее содержание твердых частиц в суспензии составляет 10-50 вес.% от массы суспензии, при этом композиция получена способом по п.1.4. The polymer composition in the form of a stable aqueous suspension exhibiting viscous flow properties and containing a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low-substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, a water-insoluble component based on polysubstituted partially hydrolyzed cellulose ethers and , and the aqueous medium, while the mass ratio of water-soluble and water-insoluble components is Range (73,592,5) :( 6,5-21,5), respectively, and the total solids content in the suspension is 10-50 wt.% of the slurry, the composition prepared by the method of claim 1. 5. Композиция по п.4, характеризующаяся тем, что водная суспензия имеет вязкость в диапазоне 100-6000 сП при температуре 20°С.5. The composition according to claim 4, characterized in that the aqueous suspension has a viscosity in the range of 100-6000 cP at a temperature of 20 ° C. 6. Полимерная композиция в виде высушенного порошка, включающего растворимый в воде компонент на основе карбоксилсодержащих производных углеводов, низкомолекулярных жирных кислот, низкозамещенных простых эфиров целлюлозы и солей щелочного металла карбоксицеллюлозы, и водонерастворимый компонент на основе полизамещенных эфиров целлюлозы и частично гидролизованного белка, при этом массовое отношение растворимого и нерастворимого в воде компонентов составляет величину в диапазоне (73,5-92,5):(6,5-21,5) соответственно, при этом композиция получена способом по п.3.6. A polymer composition in the form of a dried powder comprising a water-soluble component based on carboxyl-containing derivatives of carbohydrates, low molecular weight fatty acids, low substituted cellulose ethers and alkali metal salts of carboxycellulose, and a water-insoluble component based on polysubstituted cellulose ethers and partially hydrolyzed protein, the ratio of soluble and water-insoluble components is in the range (73.5-92.5) :( 6.5-21.5), respectively, while the composition is semi Chen method according to claim 3.
EA200601707A 2004-10-08 2004-10-08 Methods for the production of polymer compositions and polymer compositions as aqueous suspension and dried powder EA009416B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2004/000394 WO2006041326A1 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Polymer compositions in the form of an aqueous suspension and dried powder and methods for the production thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200601707A1 EA200601707A1 (en) 2006-12-29
EA009416B1 true EA009416B1 (en) 2007-12-28

Family

ID=36148554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200601707A EA009416B1 (en) 2004-10-08 2004-10-08 Methods for the production of polymer compositions and polymer compositions as aqueous suspension and dried powder

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN100591725C (en)
EA (1) EA009416B1 (en)
WO (1) WO2006041326A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103833862B (en) * 2014-02-27 2016-07-06 华南理工大学 A kind of oxidation glutinous rice starch and preparation method thereof and application
RU2594852C1 (en) * 2015-06-09 2016-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Тейваз" Method for producing polymer product from vegetable raw materials and product produced using said method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991011115A1 (en) * 1990-01-24 1991-08-08 Odessky Tekhnologichesky Institut Pischevoi Promyshlennosti Imeni M.V.Lomonosova Fibrous nutrition concentrate and method of preparation
RU2017750C1 (en) * 1991-07-08 1994-08-15 Товарищество с ограниченной ответственностью "Оксидэйшн Технолоджи" Method for preparing product with adhesive properties of grain raw materials
RU2165939C1 (en) * 2000-03-09 2001-04-27 Медведева Лидия Владимировна Method of preparing modified polysaccharide- containing products

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3975206A (en) * 1974-11-18 1976-08-17 A. E. Staley Manufacturing Company Method of peroxide thinning granular starch
ATE143378T1 (en) * 1991-12-23 1996-10-15 Cerestar Holding Bv METHOD FOR PRODUCING OXYGEN ACIDS FROM CARBOHYDRATES
NL1002525C2 (en) * 1996-03-04 1997-09-05 Avebe Coop Verkoop Prod Method for oxidizing dry starch using ozone.
US6822091B1 (en) * 1998-09-11 2004-11-23 Cooperative Verkoop-En Productievereniging Van Aardappelmeel En Derivaten Avebe B.A. Oxidation of starch

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991011115A1 (en) * 1990-01-24 1991-08-08 Odessky Tekhnologichesky Institut Pischevoi Promyshlennosti Imeni M.V.Lomonosova Fibrous nutrition concentrate and method of preparation
RU2017750C1 (en) * 1991-07-08 1994-08-15 Товарищество с ограниченной ответственностью "Оксидэйшн Технолоджи" Method for preparing product with adhesive properties of grain raw materials
RU2165939C1 (en) * 2000-03-09 2001-04-27 Медведева Лидия Владимировна Method of preparing modified polysaccharide- containing products

Also Published As

Publication number Publication date
CN100591725C (en) 2010-02-24
WO2006041326A1 (en) 2006-04-20
CN1829774A (en) 2006-09-06
EA200601707A1 (en) 2006-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3974207B2 (en) Method for producing hydrophobic starch derivative
Forssell et al. Hypochlorite oxidation of barley and potato starch
EP1969014B1 (en) Process for starch modification
DE4402851A1 (en) Fluid bed oxidation process for the production of polysaccharide-based polycarboxylates
CN102093485B (en) Anionic guar gum and preparation method thereof
KR100772030B1 (en) Paper-making or non paper-making use of a starchy composition containing a selected cationic starchy material
RU2594852C1 (en) Method for producing polymer product from vegetable raw materials and product produced using said method
US5484914A (en) Process for the production of oxyacids from carbohydrates
US5578168A (en) Aqueous suspensions of poly(ethylene oxide) useful as retention aids in paper manufacture
US3975206A (en) Method of peroxide thinning granular starch
US4579944A (en) Derivatization of starch
CN109232751A (en) A kind of method that high-efficiency water-saving concentrated base wet process prepares converted starch
EA009416B1 (en) Methods for the production of polymer compositions and polymer compositions as aqueous suspension and dried powder
CN101300275A (en) Method for preparing polyanhydroglucuronic acid and/or salts thereof
CN109957034A (en) A kind of method of dry process octenyl succinic acid anhydride modified starch
RU2165939C1 (en) Method of preparing modified polysaccharide- containing products
US2376885A (en) Water treating composition and method of producing same
US20030051726A1 (en) Process for the oxidation of starch
CN1328572A (en) Process for oxidising starch
CN113896402A (en) Sludge dewatering method
JPH05178813A (en) Nitrito-oxidized lignosulfonate, preparation of oxidized lignosulfonate derivative, and dispersant and liquid dispersion
US6008345A (en) Process for making polycarboxylic acid derived from polysaccharide composed of anhydrous glucose units and salts thereof
CN1865288A (en) Hydroxyl radical modification of carbohydrates
EP1094890B2 (en) Dispersing agent
US3329673A (en) Preparation of high viscosity starch phosphates

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU