EA020387B1 - Способ получения активированной целлюлозы - Google Patents
Способ получения активированной целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- EA020387B1 EA020387B1 EA201200735A EA201200735A EA020387B1 EA 020387 B1 EA020387 B1 EA 020387B1 EA 201200735 A EA201200735 A EA 201200735A EA 201200735 A EA201200735 A EA 201200735A EA 020387 B1 EA020387 B1 EA 020387B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cellulose
- mol
- minutes
- sodium sulfite
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химии целлюлозы, а именно к способу получения порошковой целлюлозы, которая может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Активацию осуществляют следующим образом. Сначала приготовляют 3-11% водный раствор сернистокислого натрия, затем измельченную макулатуру обрабатывают сернистокислым натрием в течение 10-40 мин при молярном соотношении реагентов воды:сернистокислого натрия:целлюлозы 19,7-21,5:0,0952-0,3492:0,0277-0,02962 соответственно. После обработки целлюлозы с последующей сушкой при температуре 100-105°C в течение 60 мин повышается кристалличность и хрупкость. При размоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура, полученный сыпучий порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью.
Description
Изобретение относится к химии целлюлозы, а именно к способу получения порошковой целлюлозы, которая может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен способ получения порошковой целлюлозы. В качестве сырья используют целлюлозу и серную кислоту. Целлюлозу при температуре 90°С в течение 2 ч обрабатывают 5% раствором серной кислоты, соотношение целлюлозы и серной кислоты составляет 1:10 соответственно. Полученный раствор целлюлозы фильтруют, нейтрализуют, осуществляют сушку при температуре 120-160°С, а на втором этапе при температуре 100-120°С (1).
Недостатком способа является применение химических реагентов с получением сточных вод.
Известен способ получения растворимой целлюлозы из хлопкового линта. Сначала проводят щелочную варку линта при температуре 170-180°С под давлением 1 МПа, а затем последующий гидролиз при температуре 140-180°С. Полученная целлюлоза при температуре 60°С в течение нескольких часов подвергается отбеливанию смесью диоксида хлора и уксусной кислоты. Полученная целлюлоза используется как сырье для вискозного производства (2).
Недостатками способа являются высокая температура, применение химических реагентов с образованием сточных вод.
Известен способ получения модифицированной целлюлозы, который включает активацию целлюлозы с гидроксилом натрия или аммиаком под давлением, частичное удаление активирующего агента до его остаточного содержания ниже 10 мас.%, введение полученной целлюлозы в реакцию с замещающим органическим соединением, удаление остатка активирующего агента и побочных продуктов реакции замещения. Изобретение позволяет увеличить степень разрушения кристаллических областей целлюлозы, что приводит к полному или частичному замещению равномерным распределением гидроксильных групп и позволяет легче получить химические производные целлюлозы (3) - прототип.
Недостатком способа является применение химических реагентов с получением сточных вод.
Задачей изобретения является разработка экологически чистой технологии способа получения активированного порошка целлюлозы. Задача решается обработкой измельченной целлюлозы водным раствором сернистокислого натрия с концентрацией 3-11% в течение 10-40 мин при молярном соотношении реагентов воды:сернистокислого натрия:целлюлозы 19,7-21,5:0,0952-0,3492:0,0277-0,02962 соответственно, после обработки целлюлозу сушат при температуре 100-105°С в течение 60 мин и при размоле 4-6 мин, получают сыпучий порошок целлюлозы с содержанием частиц 10-320 мкм с высокой реакционной способностью.
При обработке измельченной макулатуры марки МС-1А водным раствором сернистокислого натрия макулатура набухает и реагенты, использованные при изготовлении бумаги (канифоль, окись титана, тальк и др.) как шлам, растворяются в водном растворе сернистокислого натрия и отделяются вместе с раствором в виде осадка. После отделения шлама целлюлозосодержащую массу фильтруют и сушат, при этом содержание целлюлозы составляет 90,0 вес.%.
При помоле хрупкой целлюлозы получается сыпучий порошок, состоящий из 4 фракций: 10, 100, 200 и 320 мкм. Размол осушенной целлюлозы осуществляют при температуре 20°С. Выход порошка целлюлозы составляет 98,37 вес.%.
Снижение времени обработки целлюлозы с водным раствором сернистокислого натрия ниже 30 мин и снижение концентрации сернистокислого натрия ниже 5% способствует снижению выхода порошка целлюлозы.
Предложенный способ активации целлюлозы по сравнению с прототипом заключается в том, что для придания максимальной хрупкости макромолекулярной структуре целлюлозы перед помолом ее обрабатывают водным раствором сернистокислого 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 размером частиц 10-320 мкм в приделах 91,85-98,37 вес.% (в прототипе - активацию целлюлозы осуществляют гидроксилом натрия или аммиаком под давлением, в процессе получаются сточные воды). Предложенный способ активации является экологически чистым процессом.
Способ осуществляют следующим образом.
Сначала приготовляют 3-11% водный раствор сернистокислого натрия. Затем измельченную целлюлозу обрабатывают сернистокислым натрием в течение 10-40 мин при молярном соотношении реагентов воды:сернистокислого натрия:целлюлозы 19,7-21,5:0,0952-0,3492:0,0277-0,02962 соответственно. После обработки целлюлозы с последующей сушкой при температуре 100-105°С в течение 60 мин повышается кристалличность и хрупкость. При размоле разрушаются макромолекулярная и волокнистая структуры и разрываются водородные связи целлюлозы. Полученный сыпучий порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью.
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже представлены примеры.
Пример 1. В литровой стакан с мешалкой загружают 388 г (21,5 моль) деминерализованной воды и 12 г (0,0952 моль) сернистокислого натрия и включают мешалку со скоростью 60 об./мин. В полученный раствор сернистокислого натрия подают 4,5 г (0,0277 моль) измельченной целлюлозы и в течение 30 мин
- 1 020387 обрабатывают. После обработки целлюлозу подают на сушку при температуре 100-105°С в течение 90 мин. При размоле осушенной целлюлозы в течение 6 мин получается сыпучий порошок целлюлозы, который разделяется на отдельные фракции.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 21,5:0,0952:0,0277 соответственно.
Состав макулатуры определяют согласно ГОСТ 10700-97, состав целлюлозы - ГОСТ 5982-82, ГОСТ 6840-78, фракционный состав активированного 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, водородное число растворов определяется РН-метром, насыпная плотность порошка целлюлозы - ГОСТ 2211-65.
Пример 2. Осуществляют по примеру 1, но используют 380 г (0,211 моль) деминерализованной воды, 20 г (0,1587 моль) сернистокислого натрия и время помола 4 мин.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 21,1:0,1587:0,0277 соответственно.
Пример 3. Осуществляют по примеру 1, но используют 372 г (20,6 моль) деминерализованной воды, 28 г (0,222 моль) сернистокислого натрия и 4,7 г (0,0290 моль) целлюлозы.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целюлозы составляет 20,6:0,222:0,0290 соответственно.
Пример 4. Осуществляют по примеру 1, но используют 372 г (20,6 моль), 28 г (0,222 моль) сернистокислого натрия, 4,7 г (0,0290 моль) целлюлозы, время обработки целлюлозы 10 мин и время помола 2 мин.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 20,6:0,222:0,0290 соответственно.
Пример 5. Осуществляют по примеру 1, но используют 372 г (20,6 моль) деминерализованной воды, 28 г (0,222 моль) сернистокислого натрия, 4,8 г (0,02962 моль) целлюлозы, время обработки 10 мин и время помола 4 мин.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 20,6:0,0222:0,02962 соответственно.
Пример 6. Осуществляют по примеру 1, но используют 372 г (20,6 моль) деминерализованной воды, 28 г (0,222 моль) сернистокислого натрия, 4,7 г (0,0290 моль) целлюлозы и время обработки целлюлозы 40 мин.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 20,6:.0,222:0,0290 соответственно.
Пример 7. Осуществляют по примеру 1, но используют 364 г (20,2 моль) деминерализованной воды, 36 г (0,2857 моль) сернистокислого натрия и 4,7 г (0,0290 моль) целлюлозы.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 20,2:0,2857:0,0290 соответственно.
Пример 8. Осуществляют по примеру 1, но используют 356 г (19,7 моль) деминерализованной воды, 44 г (0,3492 моль) сернистокислого натрия и время обработки 20 мин.
Молярное соотношение воды:сернистокислого натрия:целлюлозы составляет 19,7:0,3492:0,0290 соответственно.
Установлено, что использование для обработки целлюлозы сернистокислого натрия приводит к получению активированной целлюлозы с высокой реакционной способностью. Оптимальная концентрация сернистокислого натрия для обработки целлюлозы составляет 5-7%, выход активированной целлюлозы при этом составляет 98,37 вес.%.
Ниже представлены результаты опытов (со)полимеризации порошка целлюлозы с акриловой кислотой и акриламидом.
Пример 9. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, контактным термометром и обратным холодильником, загружают 72 г (4 моль) деминерализованной воды, 0,7 г (0,0277 моль) порошка целлюлозы, полученных в опыте № 5, 13 г (0,01806 моль) акриловой кислоты, в качестве эмульгатора используют лаурилсульфоэтоксилат калия в количестве 1,07 г (0,2 мас.%) от массы мономеров и включают мешалку. После 40 мин перемешивания при температуре 70°С в реактор подают инициатор полимеризации. В качестве инициатора радикальной полимеризации используют окислительно-восстановительную систему, включающую персульфат калия и метабисульфит натрия. В первую основную стадию полимеризации подают 3/4 окислительно-восстановительной системы (0,4 г (0,00148 моль) персульфата калия и 0,4 г (0,00555 моль) метабисульфита натрия). (Со)полимеризацию проводят при температуре 75°С по окончании дозировки смеси, на второй стадии для (до)полимеризации мономеров подают в реактор 1/4 часть инициатора и выдерживают 50 мин при температуре 80°С, время реакции 180 мин.
Молярное соотношения воды:целлюлозы:акриловой кислоты:эмульгатора лаурилсульфоэтоксилата калия:инициатора - персульфата калия:метабисульфита натрия составляет 4:0,00432:0,1806:0,2:0,00148: 0,00555 соответственно.
- 2 020387
Пример 10. Осуществляют по примеру 9, но используют 5 г (0,0694 моль) акриловой кислоты, 5 г (0,0704 моль) акриламида и 0,7 г (0,00432 моль) порошка целлюлозы, полученных в опыте № 6.
Молярное соотношение воды:целлюлозы:акриловой кислоты:акриламида:эмульгатора лаурилсульфоэтоксилата калия:инициатора - персульфата калия; метабисульфита натрия составляет 4:0,00432: 0,0694:0,0704:0,2:0,00148:0,00555 соответственно.
Пример 11. Осуществляют по примеру 9, но используют 7 г (0,0972 моль) акриловой кислоты, 7 г (0,0986 моль) акриламида и 0,7 г (0,00432 моль) порошка целлюлозы, полученных в опыте № 7.
Молярное соотношение воды:целлюлозы:акриловой кислоты:акриламида:эмульгатора лаурилсульфоэтоксилата калия:инициатора - персульфата калия:метабисульфита натрия составляет 4:0,00432: 0,0972:0,0986:0,2:0,00148:0,00555 соответственно.
Результаты опытов приведены в табл. 2.
Результаты опытов показывают, что при (со)полимеризации активированного порошка целлюлозы с акриловой кислотой и акриламидом полученные сополимеры в опытах 9-11 имеют содержание сухого вещества 16,0-22,4%, вязкость 1% раствора сополимера 3,76-10,06 мм2/с. Продолжительность высыхания пленки 5-6 ч, адгезия пленки составляет 1 балл, конверсия мономеров составляет 98,9 вес.%. Полученные сополимеры можно использовать в лакокрасочной промышленности.
Литература
1. Пат. 2068419 Россия, С08В 15/02, от 27.10.1996 г.
2. Пат. 2159302, Россия, МПК Ό21Ο 5/00, Ό01Ο 1/00 от 21.11.2000 г.
3. Заявка 99124792/02 Россия, МПК С08В 1 /02, опубликована 20.04.2003 г.
Таблица 1
| Наименование реагентов | Номера опытов и их результаты | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
| 1 | Взяли: Дистиллированная вода, | гр- | 388 | 380 | 372 | 312 | 372 | 372 | 364 | 356 |
| 2 | ЫагЗОз, для 3%-го раствора, | ГР· | 12 | |||||||
| 3 | Па28О3, для 5%-го раствора, | гр. | 20 | |||||||
| 4 | ИагЗОз, для 7%-го раствора, | гр· | 28 | 28 | 28 | 28 | ||||
| 5 | Ма28О3, для 9%-го раствора, | гр- | 36 | |||||||
| 6 | Ν328Ο3, для 11%-го раствора, | гр- | 44 | |||||||
| 7 | Количества целлюлозы, | гр. | 4,5 | 4,5 | 4,7 | 4,7 | 4,8 | 4,7 | 4,7 | 4,7 |
| 8 | Время обработки целлюлозы раствором сернокислого натрия, | минут | 30 | 30 | 30 | 10 | 10 | 40 | 30 | 20 |
| 9 | Время сушки целлюлозы, | минут | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| 10 | Время помола целлюлозы, | минут | 6 | 4 | 6 | 2 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 11 | Получено: Порошок целлюлозы, | гр. | 4,54 | 4,59 | 4,78 | 4,80 | 5,03 | 4,79 | 5,09 | 5,10 |
| 12 | Фракционный состав порошка целлюлозы: 630 мкм 320 мкм 200 мкм 100 мкм 10 мкм | % | 12,11 27,56 26,42 20,17 3,74 | 14,16 30,94 22,88 23,96 8,06 | 2,90 21,25 29,00 39,65 7,28 | 31,91 26,41 16,70 22,26 8,72 | 8,15 25.84 24.85 34,20 6,96 | 0,63 37,25 31,69 28,33 2,10 | 3,95 20,68 29,67 39,56 6,08 | 3,02 28,57 30,25 31,43 6,73 |
| 13 | Насыпной вес порошка, | г/см3 | 0,053 | 0,077 | 0,095 | 0,040 | 0,080 | 0,086 | 0,090 | 0,065 |
| 14 | рН водного дисперсий, порошка, | ед. | 7,8 | 8,2 | 8,0 | 7,9 | 7,8 | 7,6 | 7,9 | 7,9 |
| 15 | Выход активированной целлюлозы, | % | 87,89 | 85,84 | 97,10 | 68,09 | 91,85 | 98,37 | 96,09 | 96,98 |
- 3 020387
Таблица 2
| Ж» | Наименование реагентов | Номера опытов и их результаты | |||
| 9 | 10 | 11 | |||
| 1 | Взяли: Дистиллированная вода, | гр· | 72 | 72 | 72 |
| 2 | Активированная порошок целлюлозы, | гр- | 0,7 | 0,7 | 0,7 |
| 3 | Алкилбензолсульфоната натрия, | гр- | 0,804 | 0,804 | 0,800 |
| 4 | Акриловая кислота, | гр. | 13,0 | 5,0 | - |
| 5 | Акриламид, | гр. | - | 5,0 | 7,0 |
| 6 | Персульфат калия, | гр. | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| 7 | Сернистокислый натрия, | гр- | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| 8 | Температура (со) полимеризации, | °С | 75^-80 | 754-80 | 754-80 |
| 9 | Время реакции, | минут | 120 | 130 | 125 |
| 10 | Получено: Водный раствор сополимера, | гр. | |||
| 11 | Сухой остаток сополимера, | % | 19,0 | 16,0 | 22,4 |
| 12 | рН, | ед. | 6,2 | 4,5 | 4,2 |
| 13 | Вязкость 1%-го раствора сополимера, | мм2/сек | 10,06 | 3,76 | 4,52 |
| 14 | Время высыхания пленки, | час | 5 | 5,0 | 6,0 |
| 15 | Адгезия сополимера, | бал | 1 | 1 | 1 |
| 16 | Конверсия мономеров, | % | 98,90 | 98,0 | 98,6 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ получения порошка целлюлозы, включающий обработку целлюлозы едким натром или аммиаком, отличающийся тем, что обработку целлюлозы дополнительно осуществляют водным раствором сернистокислого натрия в течение 10-40 мин при молярном соотношении воды:сернистокислого натрия:целлюлозы 19,7-21,5:0,0952-0,4392:0,0277-0,02962 соответственно, сушкой при температуре 100105°С в течение 60 мин с последующим измельчением до размеров частиц 10-320 мкм с временем помола 2-6 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201200735A EA020387B1 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Способ получения активированной целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201200735A EA020387B1 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Способ получения активированной целлюлозы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201200735A1 EA201200735A1 (ru) | 2013-08-30 |
| EA020387B1 true EA020387B1 (ru) | 2014-10-30 |
Family
ID=49036126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201200735A EA020387B1 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Способ получения активированной целлюлозы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA020387B1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4199399A (en) * | 1976-04-19 | 1980-04-22 | Process Evaluation & Development Corp. | Method for preparing bagasse dissolving pulps and producing rayon having a degree of polymerization of at least 800 therefrom |
| SU952852A1 (ru) * | 1981-02-19 | 1982-08-23 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химии Древесины Ан Латвсср | Способ активации целлюлозы |
| RU99124792A (ru) * | 1997-04-25 | 2001-09-27 | Родиа Ацетов | Реакционноспособная целлюлоза и способ ее получения |
| US20090298149A1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-12-03 | Gaosheng Wang | Sulfite Pretreatment For Biorefining Biomass |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2762603B1 (fr) * | 1997-04-25 | 1999-07-16 | Rhodia Ag Rhone Poulenc | Cellulose reactive et procede de fabrication de cette cellulose |
-
2012
- 2012-02-27 EA EA201200735A patent/EA020387B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4199399A (en) * | 1976-04-19 | 1980-04-22 | Process Evaluation & Development Corp. | Method for preparing bagasse dissolving pulps and producing rayon having a degree of polymerization of at least 800 therefrom |
| SU952852A1 (ru) * | 1981-02-19 | 1982-08-23 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химии Древесины Ан Латвсср | Способ активации целлюлозы |
| RU99124792A (ru) * | 1997-04-25 | 2001-09-27 | Родиа Ацетов | Реакционноспособная целлюлоза и способ ее получения |
| US20090298149A1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-12-03 | Gaosheng Wang | Sulfite Pretreatment For Biorefining Biomass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201200735A1 (ru) | 2013-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2986196C (en) | Method for activating and precipitating lignin | |
| JP6890821B2 (ja) | グリコールリグニンの製造方法及びそのシステム | |
| CN104746373A (zh) | 构树本色半化学机械浆的制备工艺 | |
| JP2018531319A (ja) | 新規な改変バイオベース材料を調製する方法 | |
| CN101125893A (zh) | 一种海带化工产生的渣、液制备高纯度岩藻多糖的方法 | |
| RU2017130702A (ru) | Способ и установка для обработки растительного сырья посредством ферментативного гидролиза | |
| CN102775563A (zh) | 一种新型分散剂及其制备方法和应用 | |
| EA015856B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| Goswami et al. | Nanocellulose: A comprehensive review investigating its potential as an innovative material for water remediation | |
| CN102417564A (zh) | 一种保水剂及其利用造纸污泥的制备方法 | |
| CN106468032A (zh) | 一种从硫酸盐法制浆黑液中提取木素的方法及装置 | |
| EA020387B1 (ru) | Способ получения активированной целлюлозы | |
| CN107141414B (zh) | 一种高吸水性树脂及其制备方法 | |
| Cong et al. | Characterization and components separation of corn stover by alkali and hydrogen peroxide treatments | |
| Dai et al. | TEMPO-mediated oxidation of cellulose in carbonate buffer solution | |
| CN117337279A (zh) | 获得生物源二烯丙基二烷基卤化铵的方法 | |
| EA020359B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| FR3048247B1 (fr) | Procede de preparation d'un melange de monosaccharides et/ou d'oligosaccharides et/ou de polysaccharides par purification d'un hydrolysat de matieres lignocellulosiques | |
| Wang et al. | Dehydroabietyl glycidyl ether grafted hydroxyethyl chitosan: synthesis, characterization and physicochemical properties | |
| JP2013067906A (ja) | 酸化パルプの洗浄・脱水方法 | |
| RU2556115C1 (ru) | Способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей | |
| EA027996B1 (ru) | Способ получения порошка целлюлозы | |
| EA024458B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| EA024328B1 (ru) | Способ получения порошка целлюлозы | |
| EA019859B1 (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 |