EA020941B1 - Способ получения активированной целлюлозы - Google Patents
Способ получения активированной целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- EA020941B1 EA020941B1 EA201201461A EA201201461A EA020941B1 EA 020941 B1 EA020941 B1 EA 020941B1 EA 201201461 A EA201201461 A EA 201201461A EA 201201461 A EA201201461 A EA 201201461A EA 020941 B1 EA020941 B1 EA 020941B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cellulose
- potassium hydroxide
- powder
- activated
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cosmetics (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химии целлюлозы, а именно к способу получения активированного порошка целлюлозы, полученный продукт можно применять в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Активацию целлюлозы осуществляют следующим образом: измельченную целлюлозу размерами 1,3×1,3 см обрабатывают водным раствором гидроокиси калия с концентрацей 2,0-7,0%. Целлюлозу после обработки сушат при температуре 100-105°C в течение 60 мин и производят помол 0,5-6 мин. Полученный порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью, размеры частицы в составе порошка 50-320 мкм. Выход активированного порошка целлюлозы составляет 98,60 вес.%. Полученный порошок целлюлозы использован в качестве мономера при сополимеризации с акриламидом, полученный сополимер можно использовать в лакокрасочной промышленности.
Description
Изобретение относится к химии целлюлозы, а именно к способу получения активированной целлюлозы, который может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.
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 (1).
Недостатками способа являются активации целлюлозы химическими реагентами в присутствии растворителей с получением сточных вод.
Известен способ получения порошковой целлюлозы. Исходным сырьем является целлюлоза и 5%ый раствор серной кислоты при соотношении 1:10 соответственно. Полученный продукт целлюлозы подвергают промывке и нейтрализации раствором Ыа2СО3, затем сушат и измельчают. Одновременную сушку и измельчение продукта осуществляют в тонком слое при влажности целлюлозы 10-30%, температуре теплоносителя 120°С. Размер частицы порошка целлюлозы составляет 100 мкм (2).
Недостатками способа активации целлюлозы являются применения химических реагентов и образования сточных вод.
Перед проведением процесса активации привитый сополимеры целлюлозы обрабатывали 2-24 ч при 25°С 2-20 %-ным раствором ЫаОН, затем промывали 1% раствором НС1 и дистиллированной водой или водным раствором ΗΝΟ3 (2,5-10-3м) в течение 1 ч при температуре 55°С, после чего проводили привитую сополимеризацию (5-30°С) 3,5-5,5 ч акриламидом (АА) и 2-акриламида-2-метилпропансульфановой кислоты (0,4-2,5 моль) присутствующего агента, Ν,Ν'-метилен-бис-акриламида и без него в водном растворе ΗΝΟ3 в присутствии инициатора церийаммонийнитрата. Установлено, что обработка целлюлозы раствором ЫаОН понижает эффективность прививки и долю привитого СПЛ. С ростом концентрации акриламида доля привитого СПЛ закономерно возрастает, максимальная доля прививки СПЛ около (64,8%) (3).
Недостатками является проведение процесса активации целлюлозы химическими реагентами с получением сточных вод.
Задачей изобретения является придание волокнам целлюлозы максимальной хрупкости для обеспечения разрушения макромолекулярной и волокнистой структуры при помоле с целью получения сыпучего порошка целлюлозы с высокой реакционной способностью.
Задача решается обработкой измельченной целлюлозы водным раствором гидроокиси калия с концентрацией 2,0-7,0% в течение 1,5-2,5 ч, при молярном соотношении воды:гидроокиси калия:целлюлозы составляет 19,4:0,1339-0,4375:0,0154 соответственно, сушкой при температуре 100-105°С в пределах 60 мин с последующим измельчением до размеров частиц 50-320 мкм, время помола 0,5-6 мин, в результате получен сыпучий порошок целлюлозы с высокой реакционной способностью. Обработка целлюлозы водным раствором гидроокиси калия с последующей сушкой приводит к максимальному повышению хрупкости макромолекулярной структуры, и при минимальном времени помола 0,5-1,5 мин выход фракционной целлюлозы с размерами частиц 50-320 мкм составляет 98,60 вес.%. Полученный порошок целлюлозы с водой образует однородную водную дисперсий.
Предложенный способ активации целлюлозы по сравнению с прототипом заключается в том, что для придания перед помолом максимальной хрупкости макромолекулярной структуре целлюлозы ее обрабатывают водным раствором гидроокиси калия, после фильтрации и сушки с последующим помолом разрушаются макромолекулярная и волокнистая структура с получением сыпучего порошка целлюлозы, с высокой реакционной способностью. Содержание основной фракции с размером частиц 50-320 мкм составляет 98,60 вес.%. Предложенный процесс активации целлюлозы является экологически чистым. (В прототипе активации целлюлозы осуществляют обработкой водным раствором гидроокиси натрия, с последующей нейтрализацией и промывкой, и в процессе образуются сточные воды.)
Способ осуществляют следующим образом. Сначала приготовляют водный раствор гидроокись калия и измельченную целлюлозу обрабатывают указанным раствором в течение 1,5-2,5 ч при молярном соотношении реагентов - воды : гидроокись калия : целлюлозы составляет 19,4:0,1339-0,4375: ,0154 соответственно. Обработанная целлюлоза подвергается фильтрации и сушке при температуре 100-105°С в течение 60 мин, при этом гидроокись калия, попавшая между макромолекулами целлюлозы, повышает хрупкость. В результате размола осушенной целлюлозы разрушается макромолекулярная и волокнистая структура и соответственно это приводит к разрыву водородных связей целлюлозы. Полученный порошок целлюлозы легко разделяется на 4 фракции: 50, 100, 200 и 320 мкм и обладает высокой реакционной способностью. Активированный порошок целлюлозы используют при сополимеризации с акриловыми мономерами.
Для лучшего понимания сущности изобретения ниже приведены примеры.
- 1 020941
Пример 1.
В литровый стакан с мешалкой загружают 350 г (19,4 моль) дистиллированную воду и 11 г (0,1364 моль) гидроокиси калия, после включают мешалку со скоростью 60 об./мин. В раствор гидроокиси калия добавляют 2,5 г (0,0154 моль) измельченной целлюлозы и в течение 2,5 ч обрабатывают. Обработанную целлюлозу подают на сушку при температуре 100-105°С в течение 60 мин с последующим размолом в течение 1 мин. Полученный порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью.
Молярное соотношение воды : гидроокиси калия : целлюлозы составляет 19,4:0,1364:0,0154 соответственно.
Результаты опытов представлены в табл. 1.
Таблица 1
| п/ № | НАИМЕНОВАНИЕ РЕАГЕНТОВ | Номера опытов и их результаты | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||
| ВЗЯТО | |||||||||
| 1 | Дистиллированная вода, | гр. | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | |
| 2 | Количество гидрокисью калия, | гр. | 11,0 | 17,5 | 24,5 | 11,0 | 11,0 | 7,5 | |
| 3 | Количество целлюлозы, | гр. | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | |
| 4 | Время обработки целлюлозы, | час. | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2 | 1,5 | 2,5 | |
| 5 | Сушка при 100Ы05 иС, | мин. | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
| 6 | Время помола. | мин | 1,0 | 1,0 | 0,5 | 1,5 | 3,0 | 6,0 | |
| ПОЛУЧЕНО | |||||||||
| 7 | Порошок целлюлозы, | гр. | 2,79 | 2,8 | 3,45 | 2,21 | 2,45 | 1,65 | |
| 8 | Фракционный состав порошка, | % | |||||||
| 630 мкм | 2,50 | 3,57 | 1,40 | 2,72 | 13,05 | 9,12 | |||
| 320 мкм | 15,75 | 16,03 | 10,45 | 11,37 | 24,40 | 27,27 | |||
| 200 мкм | 28,03 | 21,5 | 28,91 | 20,36 | 20,30 | 30,30 | |||
| 100 мкм | 35,80 | 50,0 | 47,74 | 36,29 | 22,16 | 21,22 | |||
| 50 мкм | 17,92 | 8,9 | 11,50 | 29,26 | 20,09 | 12,09 | |||
| 9 | рН-водной дисперсий порошка, | число | 7,5 | 7,8 | 8,0 | 7,4 | 7,5 | 7,3 | |
| 10 | Выход активированной целлюлозы, | вес.% | 97,5 | 96,43 | 98,60 | 97,28 | 86,95 | 90,88 |
Состав целлюлозы ГОСТ 5982-82, ГОСТ 6840-78, фракционный состав активированного порошка целлюлозы ГОСТ 3584-73, гидроокись калия ГОСТ 9285-78, лаурилсульфат натрий ТУ-6-09-270-84, персульфат калий ГОСТ 4146-74, акриламид ГОСТ 3758-65, вязкость водного раствора сополимера ГОСТ 19007-73, адгезия покрытия ГОСТ 15140-78, сухой остаток сополимеров определяется физикохимическим методом, водородное число растворов определяется рН-метром.
Пример 2.
Осуществляют по примеру 1, за исключением используют 17,5 г (0,3125 моль) гидроокиси калия.
Молярное соотношение воды : гидроокиси калия : целлюлозы составляет 19,4:0,3125:0,0154 соответственно.
Пример 3.
Осуществляют по примеру 1, за исключением используют 24,5 г (0,4375 моль) гидроокиси калия и время помола 0,5 мин.
Молярное соотношение воды : гидроокиси калия : целлюлозы составляет 19,4:0,4375:0,0154 соответственно.
Пример 4.
Осуществляют по примеру 1, за исключением времени обработки 2 ч и времени помола 1,5 мин.
Молярное соотношение воды : гидроокиси калия : целлюлозы составляет 19,4:0,1364:0,0154 соответственно.
Пример 5.
Осуществляют по примеру 1, за исключением используют время обработки 1,5 ч и время помола 3 мин.
Молярное соотношение воды : гидроокиси калия : целлюлозы составляет 19,4:0,3125:0,0154 соответственно.
Пример 6.
Осуществляют по примеру 1, за исключением используют 7,5 гр (0,1339 моль) гидроокиси калия и время помола 6 мин.
Молярное соотношение воды : гидроокиси калия : целлюлозы составляет 19,4: 0,1339:0,0154 соответственно.
Обработка целлюлозы водным раствором гидроокиси калия с концентраций 2,0-7,0% с последующей сушкой и помолом разрушает макромолекулярную и волокнистую структуру с получением сыпучего порошка целлюлозы с высокой реакционной способностью.
Ниже представлены результаты опытов сополимеризации активированной целлюлозы с акриламидом.
Пример 7.
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, контактным термометром и обратным холодильни- 2 020941 ком, загружают 75 г (4,1 моль) дистиллированной воды, 1,0 г (0,00617 моль) порошка целлюлозы с размерами частиц 50-100 мкм, полученных в опытах № 2-4, 0,62 г (2,9 мас.% от мономеров) эмульгатора лаурилсульфат натрия и 20,0 г (0,28 моль) акриламида и включают мешалку. После 50 мин перемешивания при температуре 70°С в реактор одновременно осуществляют подачу инициатора полимеризации. В качестве инициатора используют персульфат калия в количестве 0,2 г (0,9 мас.% от мономеров). Температура процесса 65-70°С и время реакции 60 мин.
Молярное соотношение воды : целлюлозы : акриламида составляет 4,1:0,00617:0,28 соответственно. Пример 8.
Осуществляют по примеру 7, за исключением используют порошок целлюлозы с размерами частиц 200 мкм, полученных в опытах № 2-4.
Молярное соотношение воды : целлюлозы : акриловой кислоты составляет 5,2:0,00617:0,28 соответственно.
Пример 9.
Осуществляют по примеру 7, за исключением используют порошок целлюлозы с размерами частиц 320 мкм, полученных в опытах № 2-4.
Молярное соотношение воды : целлюлозы : акриловой кислоты составляет 7,2:0,00617:0,28 соответственно.
Результаты опытов представлены в табл. 2.
Таблица 2
| № | Наименование реагентов | Номера опытов и их результаты | |||
| 7 | 8 | 9 | |||
| ВЗЯТО | |||||
| 1 | Дистиллированная вода, | ГР ι | 75 | 95 | 130 |
| 2 | Порошок целлюлозы размером частицы : | ||||
| 50+100 мкм | гр | 1,0 | — | — | |
| 200 мкм | гр | — | 1,0 | — | |
| 320 мкм | гр | — | 1,0 | ||
| 3 | Лаурилсульфат натрий, | гр | 2 | 3 | 2,0 |
| 4 | Акриламид, | ГР | 20 | 20 | 20 |
| 5 | Инициатор персульфат калия, | гр | 0,200 | 0,180 | 0,150 |
| 6 | Температура процесса, | ис | 65+70 | 65-70 | 65—70 |
| 7 | Время реакции, | мин | 60 | 65 | 62 |
| ПОЛУЧЕНО | |||||
| 8 | Водный раствор сополимера, | гр | 98,2 | 119,18 | 153,15 |
| 9 | Количество сополимера, | % | 21,3 | 17,5 | 13,7 |
| 10 | РН води. Раствора сополимера, | еди | 7,7 | 7,8 | 7,7 |
| И | Вязкость 1 % вод. раствор сополимера, | мм2/'сек | 5,4 | 5,7 | 12,8 |
| 12 | Время высыхания пленки, | час | 6 | 6 | 6 |
| 13 | Адгезия, | бал | 1 | 1 | 1 |
| 14 | Конверсия мономеров, | % | 98,9 | 98,0 | 98,5 |
Представленные опыты показывают, что при сополимеризации активированной целлюлозы с акриламидом полученные сополимеры в опытах 7-9 имеют содержание сухого вещества 17-21,3%, размеры частиц порошка целлюлозы 50-320 мкм, вязкость 1% раствора сополимера повышается от 5,4-12,6 мм2/с, время высыхания пленки 6 ч, адгезия покрытия 1 балл, конверсия мономеров составляет 98,9%. Сополимер имеет высокую адгезию и может использоваться в лакокрасочной промышленности.
Литература
1. Патент 2159302 Россия, МПК Д21С 5/00, Д01С 1/00, от 21.11.2000 г.
2. Патент 2152401 Россия, МПК С08В 15/02, 10.07.2000 г.
3. Огай соро1уше212аИоп о£. Асгуйс асЫ οηΐο се11и1озе: ейес!з о£ рге1геа1шеп!з апй сгоззйпктд адеп! Оиуйод ОиНеп, Оис1и, Оаш2е, О2ди-тиз 8аайе1. БАрр1е.1о1уш. 8сг 2001/80, №12, с.2267-2272.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ получения активированной целлюлозы, включающий обработку целлюлозы гидроокисью калия, отличающийся тем, что целлюлозу до помола обрабатывают 2,0-7,0% водным раствором гидроокиси калия к течение 1,5-2,5 ч, при молярном соотношении воды:гидроокиси калия:целлюлозы, составляющем 19,4:0,1339:0,4375:0,0154 соответственно, сушат при температуре 100-105°С в пределе 60 мин с последующим измельчением до размеров частиц 50-320 мкм и временем помола 0,5-6,0 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201201461A EA020941B1 (ru) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Способ получения активированной целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201201461A EA020941B1 (ru) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Способ получения активированной целлюлозы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201201461A1 EA201201461A1 (ru) | 2014-01-30 |
| EA020941B1 true EA020941B1 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=50002346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201201461A EA020941B1 (ru) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Способ получения активированной целлюлозы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA020941B1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2133755C1 (ru) * | 1998-12-10 | 1999-07-27 | Закрытое акционерное общество Корпорация "Авис Уголь" | Способ получения соли карбоксиалкилцеллюлозы |
| EA001008B1 (ru) * | 1996-11-08 | 2000-08-28 | Родиа Ацетов Аг | Способ получения производных целлюлозы |
| CN101602938A (zh) * | 2009-07-13 | 2009-12-16 | 北京理工大学 | 一种纤维素基钻井液降滤失剂及制备方法 |
-
2012
- 2012-07-10 EA EA201201461A patent/EA020941B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA001008B1 (ru) * | 1996-11-08 | 2000-08-28 | Родиа Ацетов Аг | Способ получения производных целлюлозы |
| RU2133755C1 (ru) * | 1998-12-10 | 1999-07-27 | Закрытое акционерное общество Корпорация "Авис Уголь" | Способ получения соли карбоксиалкилцеллюлозы |
| CN101602938A (zh) * | 2009-07-13 | 2009-12-16 | 北京理工大学 | 一种纤维素基钻井液降滤失剂及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201201461A1 (ru) | 2014-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kong et al. | Water soluble kraft lignin–acrylic acid copolymer: Synthesis and characterization | |
| JP6199858B2 (ja) | アニオン変性セルロースナノファイバー分散液の製造方法 | |
| DE3721426C2 (de) | N-Vinylformamidcopolymere und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| JPS63165412A (ja) | ビニルアミン共重合体からなる製紙用添加剤 | |
| FR2460971A1 (fr) | Copolymeres d'alcool vinylique contenant des radicaux cationiques, utilisables en papeterie, et procede pour leur preparation | |
| JP6656608B1 (ja) | カルボキシル基含有叩解状アクリロニトリル系繊維、該繊維の製造方法及び該繊維を含有する構造体 | |
| JP2018199753A (ja) | ハイドロゲル及びその製造方法 | |
| CN107635928A (zh) | 水处理 | |
| CN108483605A (zh) | 一种改性天然多糖类重金属螯合捕集絮凝剂的制备方法 | |
| Khullar et al. | Grafting of acrylonitrile onto cellulosic material derived from bamboo (Dendrocalamus strictus) | |
| EA015856B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| Zhang et al. | Adsorption thermodynamics of cationic dye on hydrolysis lignin-acrylic acid adsorbent | |
| Li et al. | Graft copolymerization of granular allyl starch with carboxyl-containing vinyl monomers for enhancing grafting efficiency | |
| EA020941B1 (ru) | Способ получения активированной целлюлозы | |
| CN107141414B (zh) | 一种高吸水性树脂及其制备方法 | |
| Dai et al. | TEMPO-mediated oxidation of cellulose in carbonate buffer solution | |
| Awang et al. | Graft copolymerization of acrylonitrile onto recycled newspapers cellulose pulp | |
| JP5817381B2 (ja) | 酸化パルプの洗浄・脱水方法 | |
| EA020359B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| Rahman et al. | Environmentally friendly strength bio-composite preparation by grafting of HEMA onto shrimp chitosan without destroying original microstructure to enrich their physicochemical, thermomechanical, and morphological properties | |
| Masruchin et al. | Manipulation of surface carboxyl content on TEMPO-oxidized cellulose fibrils | |
| EA027996B1 (ru) | Способ получения порошка целлюлозы | |
| EA022464B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| JPH0455405A (ja) | カチオン性ポリアクリルアミド | |
| EA024458B1 (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 TJ TM RU |