EA025911B1 - Способ получения активированного порошка целлюлозы - Google Patents
Способ получения активированного порошка целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- EA025911B1 EA025911B1 EA201500040A EA201500040A EA025911B1 EA 025911 B1 EA025911 B1 EA 025911B1 EA 201500040 A EA201500040 A EA 201500040A EA 201500040 A EA201500040 A EA 201500040A EA 025911 B1 EA025911 B1 EA 025911B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cellulose
- sodium tripolyphosphate
- cellulose powder
- minutes
- molar ratio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Предложен способ получения активированного порошка целлюлозы, включающий щелочную обработку целлюлозы и отличающийся тем, что перед помолом измельченную целлюлозную массу обрабатывают 5,0-10,0% водным раствором триполифосфата натрия в течение 20-50 мин, при молярном соотношении реагентов вода : триполифосфат натрия : целлюлоза, составляющем 19,9-31,1 : 0,054-0,108 : 0,0154-0,0216 соответственно, затем фильтруют и сушат при температуре 100-105°С в течение 90 мин с последующим помолом в течение 6-8 мин. При помоле полученный сыпучий порошок целлюлозы обладает высокой реакционной способностью. Процесс экологически чистый. Предложенный способ можно использовать в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.
Description
Изобретение относиться 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 модифицированной целлюлозы, включающий 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 с равномерным распределением гидроксильных групп и позволяет легче получить химические производные целлюлозы. (Заявка РФ 99124792/02, МПК С08В 1/02, опубликована 20.04.2003 г.)
Недостатками способа являются активация целлюлозы химическими реагентами, присутствие растворителей и получением сточных вод.
Известен способ активации целлюлозы путем обработки кислотами Льюиса А1С13 и Т1С14 в присутствии растворителей СС14, С6Н14, С2Н5ОН. Концентрация кислоты Льюиса в растворе составляет 0,011,5%. После активации степень полимеризации полученного порошка целлюлозы составляет 80-120, что вдвое ниже значений предельной степени полимеризации для микрокристаллической целлюлозы, полученной классическим гидролизом. Показано, что на основе порошковой целлюлозы, полученной с применением ИС14 и имеющей низкое значение степени полимеризации, возможен синтез растворимых сульфат-производных с высокой степенью замещения. (Автореф. дис. на соиск. Уч. Степ. Канд. Хим. наук. Фролова С.В., 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.).
Недостатками способа являются активация целлюлозы химическими реагентами, присутствие растворителей и получение сточных вод.
Известен способ, в котором для повышения реакционной способности целлюлозной массы используют целлюлозную массу, содержащую до 10% гемицеллюлозы. При 11±3% щелочной обработке гемицеллюлоза экстрагируется и между волокнами при этом образуются пустоты. При щелочной обработке к целлюлозной массе добавляют гидрофильные полимеры, так называемые расширители (полиэтиленгликоли, поливиниловые спирты, полиак-рилаты, предпочтительно в виде натриевой соли). После экстракции гемицеллюлозы, образующиеся пустоты между волокнами заполняются расширителями. Содержание расширителей при щелочной обработке целлюлозной массе колеблется в пределах от 0,5 до 2,0% (м/м) в расчете на целлюлозу.
Полученная обработанная целлюлозная масса имеет повышенную реакционную способность. (Пат. РФ № 2434020, МПК С 08 В1/08, 9/00, Ό 21 С9/00, опуб. 20.11.2012 г.), прототип.
Недостатками способа является многостадийность процесса активации целлюлозы, применение дополнительных гидрофильных полимеров и получение сточных вод.
Задачей изобретения является разработка экологически чистой технологии и расширение ассортимента химических реагентов, используемых при активации целлюлозу содержащих отходов.
Задача решается обработкой измельченной целлюлозы (макулатуры марки МК-1А по ГОСТ 1070097, в дальнейшем будет называться целлюлозой) путем пропитки водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией 5,0-10% (с водородным числом раствора выше 10 единиц) в течение 20-50 мин, при молярном соотношении вода : триполифосфат натрия : целлюлоза, равном 19,9-31,1 : 0,054-0,108 : 0,0154-0,0216 соответственно, фильтрацией и сушкой при температуре 100-105°С в течение 90 мин с последующим помолом в течение 6-8 мин. Полученный сыпучий порошок целлюлозы с размерами частиц 10-320 мкм обладает высокой реакционной способностью.
Обработка измельченной целлюлозы водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией ниже 5,0% способствует снижению выхода порошка целлюлозы. Повышение концентрации триполифосфата натрия выше 10,0% незначительно повышает выход порошка целлюлозы. Время обработки измельченной целлюлозы составляет 20-50 мин. Оптимальная концентрация триполифосфата натрия в растворе составляет 6,5-10,0 вес.%.
Отличие предложенного способа активации целлюлозы по сравнению с прототипом заключается в том, что для придания максимальной хрупкости макромолекулярной структуры целлюлозы перед помолом ее обрабатывают водным раствором триполифосфата натрия и затем сушат. При помоле разрушается макромолекулярная и волокнистая структура с получением порошка целлюлозы с высокой реакционной способностью. Содержание основной фракции с размером частиц 10-320 мкм составляет 98,72 вес.%. В прототипе активацию целлюлозы осуществляют 11% щелочным раствором в присутствии 0,5-2,0% расширителей - полиэтиленгликоля, поливинилового спирта, полиакрилатов, из-за которых в процессе образуются сточные воды. Предложенный процесс является экологически чистым и способствует утилизации макулатуры марки МС-1А.
Способ осуществляют следующим образом. Сначала приготавливают 5,0-10,0% водный раствор триполифосфата натрия. После измельченную макулатуру марки МС-1А с размерами частицы 1,3х 1,3 см
- 1 025911 и толщиной 10-15 мкм обрабатывают указанным раствором в течение 20-50 мин. Обработанную целлюлозу фильтруют и сушат при температуре 100-105°С в течение 90 мин. В результате размола осушенной целлюлозы разрушается макромолекулярная и волокнистая структура, что соответственно приводит к получению активированного порошка целлюлозы. Полученный порошок целлюлозы используют при сополимеризации с ненасыщенными мономерами.
Для лучшего понимания сущности изобретении ниже приведены примеры.
Пример 1. В литровый стакан, снабженный мешалкой, загружают 21,1 моль дистиллированной воды, 0,054 моль триполифосфата натрия и включают мешалку с 60 об/мин. К полученному водному раствору триполифосфата натрия добавляют 0,0154 моль измельченной 1,3х1,3 см целлюлозы. Обработку целлюлозы продолжают в течение 20 мин, а после проводят фильтрацию и сушку при температуре 100105°С в течение 90 мин, с последующим помолам осушенной целлюлозы в течение 6 мин. Полученный сыпучий порошок целлюлозы подвергают фракционированию при помощи сит.
Молярное соотношение вода : триполифосфат натрия : целлюлоза составляет 21,1 : 0,054 : 0,0154 соответственно.
Результаты проведенных опытов представлены в табл. 1.
Качество триполифосфата натрия определяют по ГОСТ 134933-86, состав целлюлозы - по ГОСТ 10700-97, ГОСТ 5982-82, фракционный состав активированного порошка целлюлозы - по ГОСТ 3584-73, вязкость водного раствора сополимера - по ГОСТ 1028-81, степень высыхания пленки сополимеров - по ГОСТ 19007-73, адгезию покрытия - по ГОСТ 151740-78, сухой остаток сополимеров определяют физико-химическим методом, водородное число растворов определяют рН-метром.
Пример 2. Осуществляют способ по примеру 1, за исключением того, что время обработки целлюлозы составляет 35 мин.
Молярное соотношение вода : триполифосфата натрия : целлюлоза составляет 21,1 : 0,054 : 0,0154 соответственно.
Пример 3. Осуществляют способ по примеру 1, за исключением того, что используют 0,0706 моль триполифосфата натрия и время обработки целлюлозы составляет 45 мин.
Молярное соотношение вода : триполифосфат натрия : целлюлоза составляет 20,7 : 0,0706 : 0,0154 соответственно.
Пример 4. Осуществляют способ по примеру 3, за исключением того, что используют 0,108 моль три полифосфата натрия.
Молярное соотношение вода : триполифосфата натрия : целлюлоза составляет 19,9 : 0,108 : 0,0154 соответственно.
Пример 5. Осуществляют способ по примеру 1, за исключением того, что время обработки целлюлозы составляет 50 минут.
Молярное соотношение вода : триполифосфата натрия : целлюлоза составляет 20,7 : 0,0708 : 0,0154 соответственно.
Пример 6. Осуществляют способ по примеру 3, за исключением того, что используют 25,9 моль дистиллированной воды и 0,0885 моль триполифосфата натрия.
Молярное соотношение вода : триполифосфата натрия : целлюлоза составляет 25,9 : 0,0885 : 0,0154 соответственно.
Пример 7. Осуществляют способ по примеру 3, за исключением того, что используют 31,1 моль дистиллированной воды, 0,106 моль триполифосфата натрия и 0,0216 моль целлюлозы.
Молярное соотношение вода : триполифосфата натрия : целлюлоза составляет 31,1 : 0,106 : 0,0216 соответственно.
Представленные примеры показывают, что обработка целлюлозы (макулатуры марки МС-1А) триполифосфатом натрия приводит к получению активированной целлюлозы с высокой реакционной способностью.
Ниже представлены примеры со-полимеризации активированного порошка целлюлозы с акриловой кислотой в присутствии инициатора радикальной полимеризации.
Пример 8. В трехгорловый реактор, снабженный мешалкой, контактным термометром и обратным холодильником, загружают 3,3 моль дистиллированной воды, 0,00617 моль порошка целлюлозы с размером частицы 100 мкм, эмульгатор 4,0 мас.% (от мономеров) лаурилсульфат натрия и 0,263 моль акриловой кислоты и включают мешалку. После достижения температуры 70°С в реактор подают 2,0 мас.% инициатора радикальной полимеризации персульфата калия. Со-полимеризацию проводят при температуре 75°С, время реакции составляет 100 мин.
Молярное соотношение вода : целлюлоза : акриловая кислота : мас.% эмульгатора лаурилсульфата натрия : инициатор персульфат калия составляет 3,3 : 0,00617 : 0,263 : 4,0 : 2,0 соответственно.
Пример 9. Осуществляют способ по примеру 8, за исключением того, что используют 0,0123 моль порошка целлюлозы с размером частиц 200 мкм.
Молярное соотношение вода : целлюлоза : акриловая кислота : мас.% эмульгатора лаурилсульфата натрия : инициатор персульфат калия составляет 3,3 : 0,00617 : 0,263 : 4,0 : 2,0 соответственно.
Пример 10. Осуществляют способ по примеру 8, за исключением того, что используют 0,00617
- 2 025911 моль порошка целлюлозы с размером частиц 320 мкм.
Молярное соотношение вода : целлюлоза : акриловая кислота : мас.% эмульгатора лаурилсульфата натрия : инициатор персульфат калия составляет 3,3 : 0,00617 : 0,263 : 4,0 : 2,0 соответственно.
Результаты опытов приведены в табл. 2.
Представленные примеры показывают что, при сополимеризации активированной целлюлозы с размерами частиц 100-320 мкм с акриловой кислотой процесс протекает в мягких условиях при температуре 75°С и время реакции составляет 90 мин. У полученного сополимера содержание сухого вещества составляет 19,5-20,0 вес.%, вязкость 1% водного раствора сополимера составляет 1,75-2,25 мм2/с, конверсия мономеров составляет 98,1 вес.%.
Таблица 1
| № | Наименование реагентов | 1 | Номер опытов и их результаты | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | *7 | ||||
| Взято | |||||||||
| 1 | Водный раствор триполифосфат натрия, | гр. | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 500 | 600 |
| в том числе, | |||||||||
| Триполифосфат натрия, | гр. | 20 | 20 | 26 | 40 | 26 | 32,5 | 39 | |
| 2 | Целлюлоза (МС-1 А), | гр- | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| 3 | Время обработки, | мин. | 20 | 35 | 40 | 40 | 50 | 40 | 60 |
| 4 | Время сушки 100+1051|С, | мин. | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 |
| 5 | Время помола осушенной целлюлозьЕ, | мин. | б | 6 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Получено | |||||||||
| 6 | Смесь помола целлюлозы | гр. | 2,93 | 2,55 | 2,16 | 2,85 | 2,15 | 2,33 | 2,60 |
| 7 | Фракционный состав порошка целлюлозы: 0,630 мкм | % | 27.30 | 6,66 | 2,78 | 3,64 | 3,25 | 1,28 | 0,58 |
| 0,320 мкм | 27,30 | 46,27 | 27,78 | 21,82 | 25,58 | 30,04 | 31,19 | ||
| 0,200 мкм | 30,72 | 35,29 | 37,04 | 56,36 | 37,20 | 51,52 | 35,09 | ||
| 0,100 мкм | 14,68 | 1 1,78 | 30,09 | 18,18 | 26,98 | 17,16 | 27,29 | ||
| 0,05 мкм | - | - | 6,99 | - | 5,85 | ||||
| 8 | Выход порошка целлюлозы | % | 72,70 | 93,34 | ^97,22 | 96,36 | 96,75 | 98,72 | 99,42 |
Таблица 2
| № | Наименование реагентов | Номер опытов и их результаты | |||
| 8 | 9 | 10 | |||
| Взято | |||||
| 1 | Дистиллированная вода | Ф· | 60 | 60 | 60 |
| О | ПАВ лаурилсульфат натрия | гр· | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| 3 | Активированный порошок целлюлозы 100 мкм 200 мкм 320 мкм | гр- | 1 | 1 | 1 |
| 4 | Акриловая кислота | гр- | 19 | 19 | 19 |
| 5 | Персульфат калия | гр. | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Получено | |||||
| 6 | Водный раствор сополимера | ГР- | 91,2 | 80,9 | 81,0 |
| 7 | Сухой остаток, | % | 20,0 | 19,5 | 19,8 |
| 8 | рН | ел. | 6,1 | 5,3 | 3,9 |
| а | Вязкость 1%-го раствора сополимера, | мм 7с | 1,75 | 2,05 | 2,25 |
| 10 | Время высыхания пленки, | час | С л | 5 | 5 |
| 11 | Адгезия, | бал | 1 | 1 | 1 |
| 12 | Конверсия мономеров, | % | 97,8 | 98,1 | 97,4 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Claims (1)
- Способ получения активированного порошка целлюлозы, включающий щелочную обработку целлюлозы, отличающийся тем, что перед помолом измельченную целлюлозную массу обрабатывают 5,010,0% водным раствором триполифосфата натрия в течение 20-50 мин при молярном соотношении реагентов вода : триполифосфат натрия : целлюлоза, составляющем 19,9-31,1:0,054-0,108:0,0154-0,0216 соответственно, затем фильтруют и сушат при температуре 100-105°С в течение 90 мин с последующим помолом в течение 6-8 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201500040A EA025911B1 (ru) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Способ получения активированного порошка целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201500040A EA025911B1 (ru) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Способ получения активированного порошка целлюлозы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201500040A1 EA201500040A1 (ru) | 2015-07-30 |
| EA025911B1 true EA025911B1 (ru) | 2017-02-28 |
Family
ID=53718758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201500040A EA025911B1 (ru) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | Способ получения активированного порошка целлюлозы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA025911B1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4399275A (en) * | 1982-01-06 | 1983-08-16 | Itt Corporation | Preparation of highly reactive cellulose |
| US5473061A (en) * | 1993-09-04 | 1995-12-05 | Rhone-Poulenc Rhodia Aktiengesellschaft | Process for the treatment of cellulose |
| RU2202558C2 (ru) * | 1997-04-25 | 2003-04-20 | Родиа Ацетов | Реакционноспособная целлюлоза и способ ее получения |
| RU2434020C2 (ru) * | 2006-06-14 | 2011-11-20 | Саппи Мэньюфэкчуринг (Пти) Лтд | Повышение реакционной способности целлюлозной массы |
-
2013
- 2013-12-23 EA EA201500040A patent/EA025911B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4399275A (en) * | 1982-01-06 | 1983-08-16 | Itt Corporation | Preparation of highly reactive cellulose |
| US5473061A (en) * | 1993-09-04 | 1995-12-05 | Rhone-Poulenc Rhodia Aktiengesellschaft | Process for the treatment of cellulose |
| RU2202558C2 (ru) * | 1997-04-25 | 2003-04-20 | Родиа Ацетов | Реакционноспособная целлюлоза и способ ее получения |
| RU2434020C2 (ru) * | 2006-06-14 | 2011-11-20 | Саппи Мэньюфэкчуринг (Пти) Лтд | Повышение реакционной способности целлюлозной массы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201500040A1 (ru) | 2015-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2011120237A (ru) | Способ производства суперабсорбирующего полимерного геля с суперабсорбирующими полимерными тонкоизмельченными частицами | |
| CN102344532A (zh) | 一种利用入侵植物合成高吸水性树脂的方法 | |
| WO2022004782A1 (ja) | 酢酸ビニル、酢酸ビニル重合体およびビニルアルコール重合体 | |
| CN1092077A (zh) | 改进纤维素乙酰化过程的新方法 | |
| KR102312199B1 (ko) | 염소화된 폴리비닐 클로라이드를 제조하기 위한 폴리비닐 클로라이드 입자의 제조방법 | |
| Dimov et al. | Grafting with acrylonitrile with the redox system cellulose xanthogenate–hydrogen peroxide | |
| Lacerda et al. | Oxalic acid as a catalyst for the hydrolysis of sisal pulp | |
| EA015856B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| CN105131308B (zh) | 一种漆酶/叔丁基过氧化氢催化制备木质素水凝胶的方法 | |
| EA025911B1 (ru) | Способ получения активированного порошка целлюлозы | |
| CN104005248B (zh) | 一种提高烷基化改性效率的植物纤维预处理方法及其烷基化改性方法 | |
| Gan et al. | Effect of acid hydrolysis and thermal hydrolysis on solubility and properties of oil palm empty fruit bunch fiber cellulose hydrogel | |
| EA025957B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| US2521532A (en) | Lignin resins and process of making same | |
| RU2528261C1 (ru) | Способ получения микрокристаллической 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 | |
| JP4607285B2 (ja) | ビニルアルコール系重合体の製造方法 | |
| EA027996B1 (ru) | Способ получения порошка целлюлозы | |
| EA024328B1 (ru) | Способ получения порошка целлюлозы | |
| EA024329B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| EA022464B1 (ru) | Способ активации целлюлозы | |
| KR102209938B1 (ko) | 친환경 전자선 공정에 의한 나노셀룰로오스 섬유를 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 나노셀룰로오스 섬유를 이용한 종이제조방법. | |
| EA020387B1 (ru) | Способ получения активированной целлюлозы | |
| CN107141414A (zh) | 一种高吸水性树脂及其制备方法 | |
| Wolf et al. | Depolymerization of hemicelluloses utilizing hydrothermal and acid catalyzed processes proceed by ultrafiltration as fractionation media |
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 |