EA019859B1 - Способ активации целлюлозы - Google Patents
Способ активации целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- EA019859B1 EA019859B1 EA201200706A EA201200706A EA019859B1 EA 019859 B1 EA019859 B1 EA 019859B1 EA 201200706 A EA201200706 A EA 201200706A EA 201200706 A EA201200706 A EA 201200706A EA 019859 B1 EA019859 B1 EA 019859B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cellulose
- minutes
- sodium pyrophosphate
- powder
- activated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химии целлюлозы и ее производных, а именно к способу активации целлюлозы. Может быть использована в качестве сырья в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Активацию целлюлозы осуществляют следующим образом: измельченную макулатуру марки МС-1А обрабатывают водным раствором пирофосфорнокислого натрия с концентрацией 1,0-8,0%, после отделения шлама содержащую целлюлозу массу сушат при температуре 100-105°C в течение 60 мин и определяют содержание целлюлозы в обработанной макулатуре. При этом максимально повышается хрупкость целлюлозы, и при помоле в течение 4-8 мин разрушаются макромолекулярная и волокнистая структура. Полученный сыпучий порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью, содержание фракции целлюлозы с размерами частицы 10-320 мкм составляет 98,87 вес.%. Активированный порошок целлюлозы можно использовать при процессе сополимеризации с ненасыщенными мономерами, полученный сополимер можно использовать в качестве загустителя и сырья для лакокрасочной и текстильной промышленности.
Description
Изобретение относится к химии целлюлозы, а именно к способу активации целлюлозы, которая может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен способ активации целлюлозы. В качестве сырья используют целлюлозу и серную кислоту. Целлюлозу при температуре 90°С в течение 2 ч обрабатывают 5% раствором серной кислоты, отношение целлюлозы к серной кислоте составляет 1:10. Полученный раствор целлюлозы фильтруют, нейтрализуют при температуре 120-60°С, а на втором этапе температура 100-120° (1).
Недостатком способа является активация целлюлозы химическими реагентами с получением сточных вод.
Известен способ активации лиственной сульфатной целлюлозы путем обработки кислотами Льюиса А1С13 и Т1С14 в присутствии растворителей СС14, С6Н14, С2Н5ОН, концентрация кислоты Льюиса в растворе составляет 0,01-1,5%. Степень полимеризации полученного порошка целлюлозы 80-120, что вдвое ниже значений предельной степени полимеризации для микрокристаллической целлюлозы, полученной классическим гидролизом. Показано, что на основе порошковой целлюлозы, полученной с применением Т1С14, и имеющей низкие значения степени полимеризации, возможен синтез растворимых сульфат-производных с высокой степенью замещения (2).
Недостатками способа является активация целлюлозы химическими реагентами в присутствии растворителей с получением сточных вод.
Известен способ активации целлюлозы следующим образом: измельченную целлюлозу пропитывают водным раствором персульфата калия с концентрацией 2,0-4,1 вес.%, затем осуществляют сушку целлюлозы при температуре 100-105°С в течение 60-90 мин. При этом максимально повышается хрупкость макромолекулярной структуры целлюлозы и при помоле в течение 8-14 мин разрушаются макромолекулярные и волокнистые структуры, это приводит к получению сыпучего активированного порошка целлюлозы, с содержанием частиц порошка размером 200 мкм и ниже составляет 94,2 вес.% (3).
Недостатками способа активации целлюлозы являются применение для пропитки целлюлозы дорогостоящего окислителя, большое время сушки и помола целлюлозы.
Задачей изобретения является придание волокнам целлюлозы максимальной хрупкости для обеспечения разрушения макромолекулярной и волокнистой структуры при помоле с целью получения порошка целлюлозы с высокой реакционной способностью.
Задача решается обработкой измельченной (макулатура марки МС-1А по ГОСТ 10700-97 в дальнейшем будет называться целлюлозой) целлюлозы 1,0-8,0% водным раствором пирофосфорнокислого натрия, в течение 20-60 мин при молярном соотношении вода : пирофосфорнокислый натрий : целлюлоза 15,3-16,5:0,0112-0,0902:0,0185 , последующей фильтрацией и сушкой при температуре 100-105°С в течение 60 мин, с последующим помолом в течение 4-8 мин, полученный сыпучий порошок целлюлозы с содержанием частиц 10 мкм, 100 мкм, 200 мкм и 320 мкм обладает высокой реакционной способностью.
При обработке измельченной макулатуры марки МС-1А водным раствором пирофосфорнокислого натрия, макулатура набухает, и реагенты, использованные при изготовлении бумаги (канифоль, окись титана и др.) как шлам, растворяются в водном растворе пирофосфорнокислого натрия и отделяются вместе с раствором в виде осадка. После отделения шлама, содержащую целлюлозу массу фильтруют и сушат, при этом содержание целлюлозы составляет 91,7 вес. %.
Использование ниже 1,0%-ого водного раствора пирофосфорнокислого натрия приводит к уменьшению выхода порошка целлюлозы, максимальный выход активированной целлюлозы 98,87 вес.%.
Предложенный способ активации целлюлозы по сравнению с прототипом заключается в том, что для придания максимальной хрупкости макромолекулярной структуры целлюлозы перед помолом, ее обрабатывают водным раствором пирофосфорнокислого натрия с последующей сушкой, и при помоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура с получением сыпучего порошка целлюлозы с высокой реакционной способностью. Содержание основной фракции с размерами частиц 10-320 мкм составляет 98,87 вес.%. Предложенный процесс активации целлюлозы является экологическим чистым. (По прототипу - активацию целлюлозы осуществляют окислителем персульфатом калия, время сушки 90 мин и время помола 8-14 мин).
Способ осуществляют следующим образом. Приготовляют 1,0-8,0% водный раствор пирофосфорнокислого натрия, затем измельченную целлюлозу с размерами 1,3х 1,3см обрабатывают водным раствором пирофосфорнокислого натрия в течение 20-60 мин при молярном соотношении вода : пирофосфорнокислый натрий : целлюлоза 15,3-16,5:0,0112-0,0902:0,0185. Обработанная целлюлоза в процессе сушки при температуре 100-105°С в течение 60 мин приобретает хрупкость, и при помоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура целлюлозы. Полученный сыпучий порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью.
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже приведены примеры.
Пример 1.
В литровый стакан, снабженный мешалкой, загружают 297 г (16,5 моль) дистиллированной воды и 3 г (0,0112 моль) пирофосфорнокислого натрия, включают мешалку со скоростью 60 об./мин, в раствор пирофосфорнокислого натрия подают 3 г (0,0185 моль) измельченной целлюлозы в течение 60 мин пере
- 1 019859 мешивают. Обработанную пирофосфорнокислым натрием целлюлозу отделяют и сушат при температуре 100-105°С в течение 60 мин. Осушенная целлюлоза в течение 8 мин помола превращается в сыпучий порошок, который разделяется на 4 фракции 10, 100, 200 и 320 мкм.
Молярное соотношение вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет 16,5:0,0112:0,0185.
Результаты опытов приведены в табл. 1
Состав макулатуры определяют согласно ГОСТ 10700-97, состав целлюлозы ГОСТ 5982-82, ГОСТ 6840-78, фракционный состав активированной порошка целлюлозы ГОСТ 3584-73, вязкость водного раствора сополимера ГОСТ 1028-81, степень высыхания пленки сополимеров ГОСТ 19007-73, адгезия покрытия ГОСТ 15140-78, сухой остаток сополимеров определяется физико-химическим методом, насыпная плотность порошка целлюлозы определяется по ГОСТ 2211-65.
Пример 2.
Осуществляют по примеру 1, за исключением того, что используют 291 г (16,1 моль) дистиллированной воды, 9 г (0,0338 моль) пирофосфорнокислого натрия.
Молярное соотношение вода: ирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет 16,1:0,0338: 0,0185.
Пример 3.
Осуществляют по примеру 1, за исключением того, что используют 285 г (15,8 моль) дистиллированной воды и 15 г (0,0564 моль) пирофосфорнокислого натрия.
Молярное соотношение вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет 15,8:0,0564:0,0185.
Пример 4.
Осуществляют по примеру 1, за исключением того, что используют 276 г (15,3 моль) дистиллированной воды и 24 г (0,0902 моль) пирофосфорнокислого натрия.
Молярное соотношение вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет 15,3:0,0902:0,0185.
Пример 5.
Осуществляют по примеру 2, за исключением того, что время обработки целлюлозы в растворе пирофосфорнокислого натрия составляет 30 мин.
Молярное соотношение вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет
16,1:0,0338:0,0185.
Пример 6.
Осуществляют по примеру 4, за исключением того, что время обработки целлюлозы в растворе пирофосфорнокислого натрия составляет 20 мин.
Молярное соотношение вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет
15,3:0,0902:0,0185.
Пример 7.
Осуществляют по примеру 2, за исключением того, что время помола осушенной целлюлозы составляет 4 мин.
Молярное соотношение вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза составляет 16,1:0,0338:0,0185.
Проведенные опыты показывают, что обработка целлюлозы водным раствором пирофосфорнокислого натрия с последующей фильтрацией и сушкой при температуре 100-105°С обеспечивает приобретение целлюлозой максимальной хрупкости, и при помоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура с получением сыпучего порошка целлюлозы, обладающего высокой реакционной способностью. Выход активированной целлюлозы составляет 98,87 вес.%.
Ниже представлены примеры сополимеризации активированного порошка целлюлозы с акриламидом.
Пример 8.
В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, контактным термометром и обратным холодильником, загружают 75 г (4,16 моль) дистиллированной воды, 0,850 г (0,00524 моль) порошка целлюлозы с размерами частиц 10-100 мкм и 1,0 г ( 0,800 мас.% от мономеров ) эмульгатора алкилбензолсульфоната натрия и 12 г (0,169 моль) акриламида и включают мешалку. После достижения температуры смеси 65°С в реактор подают 0,5 г (0,4 мас.% от мономеров) персульфата аммония инициатора радикальной полимеризации. Сополимеризацию проводят при температуре 70°С, и время реакции составляет 80 мин.
Молярное соотношение вода:целлюлоза:акриламид составляет 4,16:0,00524:0,168 .
Пример 9.
Осуществляют по примеру 8, за исключением того, что используют 91 г (5,06 моль) дистиллированной воды, 12,5 г (0,170 моль ) акриламида, 0,800 г (0,00493 моль) целлюлозы с размерами частиц 200 мкм.
Молярное соотношение вода:целлюлоза:акриламид составляет 5,06:0,00493:0,170 .
- 2 019859
Пример 10.
Осуществляют по примеру 8, за исключением того, что используют 95 г (5,27 моль) дистиллированной воды, 0,860 г (0,00524 моль) порошка целлюлозы с размерами частиц 320 мкм.
Молярное соотношение вода:целлюлоза:акриламид составляет 5,27:0,00524:0,169.
Полученный сополимер на основе порошка целлюлозы и акриламида в водной среде имеет рН 7,37,5, содержание сополимера 12,5-14,6%, вязкость 1% раствора сополимера 4,54-2,55 мм2/с, время высыхания пленки 4,5 ч, адгезия покрытия 1 балл.
Полученный сополимер можно использовать как клей, загуститель и сырье для лакокрасочной промышленности.
Литература
1. Патент 20684419, Россия, МПК С08В 15/02, от 27.10.1999 г.
2. Автореф. дис. на соиск. Уч. Степ. Канд. Хим. наук. Фролова СВ. (Институт химии Коми, научного центра Ур ОРАН, 167610, Республика Коми. г. Сыктывкар, ул. Первомайская 48.) Арханг. Гос. техн. ун-т, Архангельск, 2008, 20 с., ил. Библ. 18. Рус.
3. Патент 015856 ЕВПО, С08В 1/00, от 30.12.2011 г.
Таблица 1
| № | Наименование реагентов | Номера опытов и их результаты | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||
| ВЗЯТО | |||||||||
| 1 | Дистиллированная вода, | гр· | 297 | 291 | 285 | 276 | 291 | 276 | 291 |
| 2 | Пирофосфорнокислый натрий, | гр- | 3 | 9 | 15 | 24 | 9 | 24 | 9 |
| 3 | Количество целлюлозы, | гр. | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 4 | Время обработки целлюлозы, | МИН | 60 | 60 | 60 | 60 | 30 | 20 | 60 |
| 5 | Сушка при тем-ре 100—105 иС, | МИН | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| 6 | Время помола, | мин | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 4 |
| ПОЛУЧЕНО | |||||||||
| 7 | Порошок целлюлозы, | гр· | 2,75 | 2,77 | 2,85 | 2,78 | 2,66 | 2,72 | 2,70 |
| 8 | Фракционный состав порошка, вес. | % | |||||||
| 630 мкм | 8,52 | 2,02 | 1,13 | 2,10 | 6,99 | 10,96 | 15,60 | ||
| 320 мкм | 39,23 | 24,82 | 24,53 | 35,76 | 38,20 | 30,14 | 31,65 | ||
| 200 мкм | 34,62 | 27,95 | 29,05 | 29,20 | 32,65 | 24,65 | 25,85 | ||
| 100 мкм | 15,40 | 40,15 | 39,63 | 28,96 | 18,48 | 28,75 | 21,92 | ||
| 10 мкм | 2,23 | 5,06 | 5,66 | !,98 | 3,68 | 5,50 | 4,98 | ||
| 9 | рН -водный дисперсий порошка, | ЧИС | 9,2 | 9,4 | 9,5 | 9,2 | 9,7 | 9,9 | 9,5 |
| 10 | Выход активированной целлюлозы, | % | 91,48 | 97,98 | 98,87 | 97,90 | 93,02 | 89,04 | 84,40 |
Таблица 2
| № | Наименование реагентов | Номера опытов и их результаты | |||
| 8 | 9 | 10 | |||
| ВЗЯТО | |||||
| 1 | Дистиллированная вода, | гр. | 75 | 91 | 95 |
| 2 | Порошок целлюлозы: 10—100 мкм | гр- | 0,850 | - | |
| 200 мкм | гр- | - | 0,800 | - | |
| 320 мкм | гр | - | - | 0,860 | |
| 3 | Алкилбензолсульфонат натрия, | П> | ι,ο | 1,0 | 1,0 |
| 4 | Акриламид, | гр | 12,0 | 12,5 | 12,0 |
| 5 | (ΝΗ^δζΟβ | гр | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| 6 | Температура, | С | 70 | 70 | 70 |
| 7 | Время реакции, | мин. | 60 | 65 | 65 |
| ПОЛУЧЕНО | |||||
| 8 | Водный раствор сополимере, | гр- | 88,9 | 105,70 | 102,40 |
| 9 | Сухой остаток сополимера, | % | 14,60 | 13,0 | 12,5 |
| 10 | Вязкость 1 % раствора сополимера, | мм7сек | 6,52 | 4,54 | 12,55 |
| 11 | рН- раствора сополимера, | един | 7,4 | 7,3 | 7,5 |
| 12 | Время высыхания пленки, | час | 4,2 | 4,5 | 4,5 |
| 13 | Адгезия покрытии | бал | 1 | 1 | |
| 14 | Конверсия мономеров, | % | 98,7 | 99,0 | 98,95 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ активации целлюлозы, включающий обработку целлюлозы водным раствором активирующего агента, отличающийся тем, что для придания максимальной хрупкости макромолекулярной структуре целлюлозы ее обрабатывают 1,0-8,0% водным раствором пирофосфорнокислого натрия в течение 20-60 мин при молярном соотношении вода:пирофосфорнокислый натрий:целлюлоза 15,3-16,5:0,01120,0902:0,0185, сушат при температуре 100-105°С в течение 60 мин с последующим помолом до размеров частиц 10-320 мкм в течение 4-8 мин с получением максимального выхода активированной целлюлозы 98,87 вес.%.Евразийская патентная организация, ЕАПВРоссия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201200706A EA019859B1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Способ активации целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201200706A EA019859B1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Способ активации целлюлозы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201200706A1 EA201200706A1 (ru) | 2013-10-30 |
| EA019859B1 true EA019859B1 (ru) | 2014-06-30 |
Family
ID=49488735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201200706A EA019859B1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Способ активации целлюлозы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA019859B1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1129214A1 (ru) * | 1982-04-20 | 1984-12-15 | Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им.С.М.Кирова | Способ активации целлюлозы дл получени вискозы |
| US20090088565A1 (en) * | 2005-05-03 | 2009-04-02 | Evonik Degussa Gmbh | Method for chemically modifying polysaccharides |
| US7868166B2 (en) * | 2002-05-07 | 2011-01-11 | Dow Global Technologies Inc. | Continuous process for the production and/or workup of polysaccharide derivatives |
-
2012
- 2012-04-03 EA EA201200706A patent/EA019859B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1129214A1 (ru) * | 1982-04-20 | 1984-12-15 | Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им.С.М.Кирова | Способ активации целлюлозы дл получени вискозы |
| US7868166B2 (en) * | 2002-05-07 | 2011-01-11 | Dow Global Technologies Inc. | Continuous process for the production and/or workup of polysaccharide derivatives |
| US20090088565A1 (en) * | 2005-05-03 | 2009-04-02 | Evonik Degussa Gmbh | Method for chemically modifying polysaccharides |
| RU2007144527A (ru) * | 2005-05-03 | 2009-06-10 | Эвоник Дегусса ГмБх (DE) | Способ химического модифицирования полисахаридов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201200706A1 (ru) | 2013-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017057154A1 (ja) | セルロース繊維と無機粒子の複合体 | |
| RU2651349C2 (ru) | Способ изготовления суспензии с высоким содержанием твердых пигментных частиц, включающей диспергирующее вещество на основе карбоксиметилцеллюлозы | |
| Hasan et al. | Stability of kaolin dispersion in the presence of lignin-acrylamide polymer | |
| JP5445831B2 (ja) | 水溶性重合体分散液、紙力増強剤、製紙用濾水性向上剤および製紙用歩留向上剤 | |
| Gamelas et al. | Modification of precipitated calcium carbonate with cellulose esters and use as filler in papermaking | |
| CN103055722A (zh) | 一种具有重金属吸附功能的纳米纤维膜及其制备方法 | |
| RU2019108602A (ru) | Композиция, обеспечивающая прочность в сухом состоянии, ее использование и способ изготовления бумаги, картона и тому подобных материалов | |
| KR20110104025A (ko) | 리튬에 의해 중화된 아크릴 폴리머의 수성 매질에서 무기물질의 분산제 또는 분쇄 보조제로서 용도 | |
| KR20160147281A (ko) | 침강 탄산칼슘의 제조 | |
| Paze et al. | Study of an appropriate suberinic acids binder for manufacturing of plywood | |
| JP6907626B2 (ja) | 製紙薬品用分散液、製紙薬品用分散液の製造方法、製紙薬品用分散液を含有する紙力増強剤、製紙用濾水向上剤及び製紙用歩留向上剤 | |
| JP2010053234A (ja) | 粉末状イオン性水溶性高分子およびその用途 | |
| EA015856B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| EA033652B1 (ru) | Способ извлечения диоксида кремния | |
| RU2011108332A (ru) | Древесно-цементная плита и способ ее производства (варианты) | |
| EA019859B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| EA201691519A1 (ru) | Дополнительная обработка поверхностно сшитых водоабсорбирующих полимерных частиц с применением добавки | |
| EA020359B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| Zhang et al. | Novel, rosin‐based, hydrophobically modified cationic polyacrylamide for kaolin suspension flocculation | |
| WO2006126674A1 (ja) | 水溶性重合体の製造方法及びその用途 | |
| CA2873981A1 (en) | Consolidation and dewatering of particulate matter with protein | |
| EA024458B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| EA024329B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| EA027996B1 (ru) | Способ получения порошка целлюлозы | |
| EA022464B1 (ru) | Способ активации целлюлозы |
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 RU |