EA029929B1 - Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan - Google Patents

Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan Download PDF

Info

Publication number
EA029929B1
EA029929B1 EA201700046A EA201700046A EA029929B1 EA 029929 B1 EA029929 B1 EA 029929B1 EA 201700046 A EA201700046 A EA 201700046A EA 201700046 A EA201700046 A EA 201700046A EA 029929 B1 EA029929 B1 EA 029929B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cellulose
mixtures
washing
solution
temperature
Prior art date
Application number
EA201700046A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201700046A1 (en
Inventor
Дмитрий Давидович Гриншпан
Татьяна Александровна Савицкая
Надежда Георгиевна Цыганкова
Светлана Евгеньевна Макаревич
Геннадий Федорович Серебряков
Василий Иосифович Вовк
Василий Васильевич Костюкевич
Original Assignee
Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ)
Открытое Акционерное Общество "Светлогорскхимволокно"(Оао "Светлогорскхимволокно")
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 Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ), Открытое Акционерное Общество "Светлогорскхимволокно"(Оао "Светлогорскхимволокно") filed Critical Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ)
Priority to EA201700046A priority Critical patent/EA029929B1/en
Publication of EA201700046A1 publication Critical patent/EA201700046A1/en
Publication of EA029929B1 publication Critical patent/EA029929B1/en

Links

Abstract

The invention is related to the field of chemical technology of processing high-molecular compounds, in particular, cellulose and other polymers soluble in phosphoric acid and suitable for forming fibres, filaments, films, shells, membranes, coatings and products made thereof. The objective of the proposed invention is provision of a method for producing formed products from cellulose and cellulose mixtures with chitosan having improved physical and mechanical properties and lowered variation factor values. This objective is attained by provision of a method for producing formed products including suspending cellulose and its mixtures with chitosan in concentrated orthophosphoric acid at a temperature of 40-60°C during 0.05-1 h followed by cooling the suspension produced to a temperature of -1 to -10°C, formation of homogeneous solution, heating the solution to 30-40°C, forming of products in a setting bath cooled to a temperature of 5-18°C comprising water solution of potassium mono- and diphosphates having a pH of 7.0-10.0, followed by stepwise washing off using water solutions of potassium mono- and diphosphate mixtures having a density of 1.180-1.001 g/cm. Washing off is performed in three or four steps using potassium mono- and diphosphate mixtures having the following densities: at the first step - 1.180-1.150 g/cm, at the second step - 1.080-1.060 g/cm, at the third and fourth steps - 1.010-1.001 g/cm. At the third and fourth steps of treatment, water solutions of potassium mono- and diphosphate may include additionally finishing agents.

Description

Изобретение относится к области химической технологии переработки высокомолекулярных соединений, а именно целлюлозы и других полимеров, растворимых в фосфорной кислоте и пригодных для формования волокон, нитей, пленок, оболочек, мембран, покрытий и изделий из них. Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения формуемых изделий из целлюлозы и ее смесей с хитозаном, обладающих улучшенными физико-механическими характеристиками и уменьшенными величинами коэффициентов вариации. Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый способ получения формованных изделий включает суспендирование целлюлозы и ее смесей с хитозаном в концентрированной ортофосфорной кислоте при температуре 40-60°С в течение 0,05-1 ч, последующее охлаждение полученной суспензии до температуры от -1 до -10°С, образование гомогенного раствора, его разогрев до 30-40°С, формование изделий в охлажденную до температуры 5-18°С осадительную ванну, представляющую собой водный раствор моно- и дифосфатов калия с рН 7,0-10,0 и последующую поэтапную отмывку осуществляют водными растворами смесей моно- и дифосфатов калия, имеющими плотность 1,180-1,001 г/см3. Отмывка осуществляется в три или четыре этапа водными растворами смесей моно- и дифосфата калия: на первом этапе с плотностью 1,180-1,150 г/см3, на втором - 1,080-1,060 г/см3, на третьем и четвертом этапах - с плотностью 1,010-1,001 г/см3. На третьей и четвертой стадиях обработки водные растворы моно- и дифосфата калия могут дополнительно содержать аппретирующие вещества.The invention relates to the field of chemical technology for the processing of high-molecular compounds, namely cellulose and other polymers, soluble in phosphoric acid and suitable for forming fibers, filaments, films, shells, membranes, coatings and products from them. The task of the invention is the creation of a method of obtaining molded products from cellulose and its mixtures with chitosan, with improved physico-mechanical characteristics and reduced values of the coefficients of variation. The task is achieved by the fact that the proposed method of obtaining molded products includes the suspension of cellulose and its mixtures with chitosan in concentrated phosphoric acid at a temperature of 40-60 ° C for 0.05-1 h, the subsequent cooling of the resulting suspension to a temperature of from -1 to - 10 ° С, formation of a homogeneous solution, its heating up to 30-40 ° С, molding of products into a precipitation bath cooled to a temperature of 5-18 ° С, which is an aqueous solution of potassium mono- and diphosphates with pH 7.0-10.0 and subsequent stepwise washing of the wasp They are dissolved in aqueous solutions of mixtures of potassium mono- and diphosphates, having a density of 1,180-1,001 g / cm 3 . Washing is carried out in three or four stages with aqueous solutions of mixtures of potassium mono- and diphosphate: at the first stage with a density of 1.180-1.150 g / cm 3 , at the second - 1.080-1.060 g / cm 3 , at the third and fourth stages - with a density of 1.010 - 1,001 g / cm 3 . In the third and fourth stages of treatment, aqueous solutions of potassium mono- and diphosphate may additionally contain coupling agents.

029929029929

Изобретение относится к области химической технологии переработки высокомолекулярных соединений, а именно целлюлозы и других полимеров, растворимых в фосфорной кислоте и пригодных для формования волокон, нитей, пленок, оболочек, мембран, покрытий и изделий из них.The invention relates to the field of chemical technology for the processing of high-molecular compounds, namely cellulose and other polymers, soluble in phosphoric acid and suitable for forming fibers, filaments, films, shells, membranes, coatings and products from them.

Известны способы растворения целлюлозы в безводных полифосфорных кислотах при температуре 0-10°С и последующего формования из них волокон в различные осадительные ванны: метанол, этанол, изопропанол, этиленгликоль, глицерин, ацетон, водные растворы гидроксида натрия, гидрокарбоната натрия, хлорида аммония [1, 2]. К недостаткам этих способов надо отнести сложность регенерации осадительных ванн, взрыво- и пожароопасность процессов при использовании органических растворителей и низкие механические характеристики формуемых волокон.Known methods of dissolving cellulose in anhydrous polyphosphoric acids at a temperature of 0-10 ° C and the subsequent molding of these fibers into various precipitation baths: methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, glycerin, acetone, aqueous solutions of sodium hydroxide, sodium bicarbonate, ammonium chloride [1 , 2]. The disadvantages of these methods include the difficulty of regenerating the precipitation baths, the explosion and fire hazards of processes using organic solvents, and the low mechanical characteristics of the mouldable fibers.

Известен способ получения растворов целлюлозы в ортофосфорной кислоте, который частично лишен указанных выше недостатков [3]. Процесс растворения целлюлозы по данному способу ведут в водном растворе ортофосфорной кислоты с концентрацией 82-85% при температуре 5-8°С. Основным недостатком данного способа является невозможность использования высокомолекулярной целлюлозы изза ее нерастворимости, что не позволяет формовать волокна и пленки с удовлетворительными физикомеханическими характеристиками.A method of obtaining solutions of cellulose in phosphoric acid, which is partially devoid of the above disadvantages [3]. The process of dissolving cellulose in this way is carried out in an aqueous solution of orthophosphoric acid with a concentration of 82-85% at a temperature of 5-8 ° C. The main disadvantage of this method is the impossibility of using high molecular weight cellulose due to its insolubility, which does not allow the formation of fibers and films with satisfactory physical and mechanical characteristics.

Известен способ получения растворов целлюлозы в водной ортофосфорной кислоте, пригодных для формования волокон и пленок с удовлетворительными физико-механическими характеристиками. Это достигается путем суспендирования практически любого вида целлюлозы с различной молекулярной массой в концентрированной (80-84%) ортофосфорной кислоте при 40-60°С в течение 0,05-1 ч с последующим охлаждением полученной суспензии до 0-5°С и выдерживанием при этой температуре до образования однородного раствора. Этот способ получения растворов позволяет сформовать в водноспиртовой ванне монолитную прочную пленку со степенью полимеризации до 680 [4].A method of obtaining solutions of cellulose in aqueous phosphoric acid, suitable for forming fibers and films with satisfactory physico-mechanical characteristics. This is achieved by suspending virtually any type of cellulose with a different molecular weight in concentrated (80-84%) orthophosphoric acid at 40-60 ° C for 0.05-1 h, followed by cooling the resulting suspension to 0-5 ° C and keeping at this temperature to form a homogeneous solution. This method of obtaining solutions allows you to form a monolithic strong film in a water-alcohol bath with a degree of polymerization of up to 680 [4].

Известен способ получения формованных изделий (волокон, нитей, пленок), включающий суспендирование целлюлозы в концентрированной фосфорной кислоте при температуре 40-60°С в течение 0,05-1 ч с последующим охлаждением до 0-5°С, выдерживанием при этой температуре суспензии до образования однородного раствора, последующим разогревом раствора до 30-40°С и формованием в водном растворе изопропилового спирта при температуре 18-20°С целлюлозных волокон и нитей с прочностью 15-20 сН/текс при удлинении 6,7-8,4% и целлюлозных пленок с прочностью до 56,5 МПа [5]. Недостатками данного способа, как и предыдущего, являются сохранение в технологическом процессе пожароопасного растворителя и недостаточно высокие физико-химические характеристики формуемых изделий.A method of obtaining molded products (fibers, filaments, films), including the suspension of cellulose in concentrated phosphoric acid at a temperature of 40-60 ° C for 0.05-1 h, followed by cooling to 0-5 ° C, keeping at this temperature the suspension until a homogeneous solution is formed, followed by heating the solution to 30-40 ° C and forming cellulose fibers and filaments with a strength of 15-20 cN / tex in an aqueous solution of isopropyl alcohol at a temperature of 18-20 ° C at an elongation of 6.7-8.4% and cellulosic films with strengths up to 56.5 MPa [5]. The disadvantages of this method, as well as the previous one, are the preservation in the technological process of a flammable solvent and insufficiently high physicochemical characteristics of the molded products.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения формованных целлюлозных материалов, включающий суспендирование целлюлозы в концентрированной фосфорной кислоте при температуре 40-60°С в течение 0,05-1 ч, последующее охлаждение суспензии до температуры -(1-10°С), образование однородного целлюлозного раствора, разогрев раствора до 30-40°С, формование раствора целлюлозы в осадительную ванну, представляющую собой водный раствор смеси монофосфата и дифосфата калия с рН 7,0-10,0 при температуре 5-18°С с последующей отмывкой сформованных изделий водой и сушкой [6]. Получаемые при этом волокна и пленки имеют более высокие физико- механические характеристики, чем полученные по способу [5], но и данный способ имеет существенный недостаток. Он не позволяет получать изделия с одинаковыми характеристиками при длительном формовании. Использование воды для удаления из сформованного изделия остатков растворителя и осадительной ванны приводит к появлению неровноты у свежесформованных волокон, нитей и пленок. Критерием неровноты формуемых изделий и критерием неравномерности их свойств являются величины коэффициентов вариации (КВ) физико-механических свойств, в частности прочности и удлинения.The closest to the claimed invention is a method of obtaining molded cellulosic materials, including the suspension of cellulose in concentrated phosphoric acid at a temperature of 40-60 ° C for 0.05-1 h, the subsequent cooling of the suspension to a temperature - (1-10 ° C), the formation homogeneous cellulosic solution, heating the solution to 30-40 ° C, forming a cellulose solution into a precipitation bath, which is an aqueous solution of a mixture of potassium monophosphate and potassium phosphate with a pH of 7.0-10.0 at a temperature of 5-18 ° C, followed by washing the mold water and drying [6]. The resulting fibers and films have higher physicomechanical characteristics than those obtained by the method [5], but this method also has a significant drawback. It does not allow to obtain products with the same characteristics during long molding. The use of water to remove residual solvent and a precipitation bath from the molded product results in unevenness in freshly formed fibers, filaments and films. The criterion for the unevenness of molded products and the criterion for the non-uniformity of their properties are the values of the coefficients of variation (CV) of the physicomechanical properties, in particular strength and elongation.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения формованных изделий из целлюлозы и ее смесей с хитозаном, обладающих улучшенными физико-механическими характеристиками и уменьшенными величинами коэффициентов вариации этих характеристик.The task of the invention is the creation of a method of obtaining molded products from cellulose and its mixtures with chitosan, with improved physico-mechanical characteristics and reduced values of the coefficients of variation of these characteristics.

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый способ получения формованных изделий, включающий суспендирование целлюлозы и ее смесей с хитозаном в концентрированной ортофосфорной кислоте при температуре 40-60°С в течение 0,05-1 ч, последующее охлаждение полученной суспензии до температуры минус 1 - минус 10°С, образование гомогенного раствора, разогрев раствора до 3040°С, формование изделий в охлажденную до температуры 5-18°С осадительную ванну, состоящую из смеси моно- и дифосфатов калия с рН 7,0-10,0, предусматривает использование на стадии отмывки не воду, а водные растворы смесей моно- и дифосфатов калия с плотностью от 1,180 до 1,001 г/см3. Сам процесс отмывки осуществляется поэтапно путем последовательного скачкообразного уменьшения плотности применяемых растворов. На первой стадии отмывки необходимо использовать водные растворы смесей моно- и дифосфатов калия с плотностью 1,180-1,150 г/см3, на второй - 1,080-1,060 г/см3, на третьей - 1,010-1,001 г/см3 и при необходимости авиважной обработки для растворения авиважных препаратов также использовать водные растворы смесей моно- и дифосфатов калия с плотностью 1,0101,001 г/см3 на третьей или четвертой стадии обработки свежесформованных изделий.The task is achieved by the fact that the proposed method of obtaining molded products, including the suspension of cellulose and its mixtures with chitosan in concentrated phosphoric acid at a temperature of 40-60 ° C for 0.05-1 h, the subsequent cooling of the resulting suspension to a temperature of minus 1 - minus 10 ° C, the formation of a homogeneous solution, heating the solution to 3040 ° C, molding products cooled in a precipitation bath cooled to a temperature of 5-18 ° C, consisting of a mixture of potassium mono- and diphosphates with pH 7.0-10.0, provides for the use of stud and does not wash water, and aqueous solutions of mixtures of mono- and diphosphates of potassium with a density of from 1.180 to 1.001 g / cm 3. The process of washing itself is carried out in stages by sequential step-wise decrease in the density of the solutions used. In the first stage of washing, it is necessary to use aqueous solutions of mixtures of potassium mono- and diphosphates with a density of 1.180-1.150 g / cm 3 , in the second - 1.080-1.060 g / cm 3 , in the third - 1.010-1.001 g / cm 3 and, if necessary, in avivazhnogo treatment for dissolving avary products, also use aqueous solutions of mixtures of potassium mono- and diphosphates with a density of 1.0101.001 g / cm 3 in the third or fourth stage of processing freshly molded products.

Таких растворов должно быть не менее трех, но и не более четырех. Если стадий отмывки будет меньше трех, то нельзя будет достичь заявляемых в предлагаемом способе преимуществ - уменьшенияThere must be at least three such solutions, but no more than four. If the stages of washing will be less than three, then it will not be possible to achieve the advantages proposed in the proposed method - reducing

- 1 029929- 1 029929

неровноты и уменьшения величин коэффициентов вариации в формуемых изделиях и улучшения основных физико-механических свойств. Если стадий отмывки будет больше четырех, то процесс изготовления формованных изделий станет экономически невыгодным из-за образования большого количества разбавленных труднорегенерируемых промывных вод.unevenness and reduce the values of the coefficients of variation in formable products and improve the basic physical and mechanical properties. If the washing steps are more than four, then the process of manufacturing molded products will become economically unprofitable due to the formation of a large amount of diluted hardly-regenerable wash water.

Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа получения формованных изделий и их характеристики в сравнении с прототипами.Below are examples of the implementation of the proposed method of obtaining molded products and their characteristics in comparison with prototypes.

Пример 1.Example 1

15,0 г воздушно-сухой хлопковой целлюлозы со степенью полимеризации по кадоксену 1000 суспендируют при интенсивном перемешивании в 112 мл 83%-ной ортофосфорной кислоты при температуре 40°С в течение 3 мин. Полученную суспензию охлаждают и процесс растворения целлюлозы проводят при температуре минус 10°С с последующим формованием разогретого до температуры 35°С целлюлозного раствора через фильеру в охлажденную до температуры 5°С осадительную ванну, представляющую собой раствор смеси монофосфата и дифосфата калия с рН 10,0. Процесс отмывки сформованных волокон осуществляют в три этапа тремя водными растворами смесей моно- и дифосфата калия с последовательно уменьшающейся плотностью: на первом этапе плотность раствора равняется 1,180 г/см3, на втором - 1,060 г/см3, на третьем - 1,005 г/см3. Высушенные волокна имеют прочность 33 сН/текс при КВ по удельной разрывной нагрузке 4,7% и удлинение 12% при КВ по удлинению 1,4%. Волокна, полученные из того же раствора и отмытые обессоленной водой, имеют прочность 30 сН/текс при КВ 10,7% и удлинение 10% при КВ 25,8%.15.0 g of air-dry cotton cellulose with a degree of polymerization according to cadoxene 1000 are suspended with vigorous stirring in 112 ml of 83% orthophosphoric acid at 40 ° C for 3 minutes. The resulting suspension is cooled and the process of cellulose dissolution is carried out at a temperature of minus 10 ° C, followed by forming a cellulose solution warmed to 35 ° C through a die plate in a precipitation bath cooled to a temperature of 5 ° C, which is a solution of a mixture of monophosphate and potassium diphosphate with pH 10.0 . The process of washing the molded fibers is carried out in three stages with three aqueous solutions of mixtures of potassium mono- and diphosphate with a successively decreasing density: at the first stage the solution density is 1.180 g / cm 3 , at the second - 1.060 g / cm 3 , at the third - 1.005 g / cm 3 Dried fibers have a strength of 33 cN / tex at KV at a specific breaking load of 4.7% and an elongation of 12% at KV at an elongation of 1.4%. The fibers obtained from the same solution and washed with desalted water have a strength of 30 cN / tex at a HF of 10.7% and an elongation of 10% at a HF of 25.8%.

Пример 2.Example 2

10,0 г воздушно-сухой хлопковой целлюлозы со степенью полимеризации по кадоксену 1100 суспендируют при интенсивном перемешивании в 112 мл 83%-ной ортофосфорной кислоты при температуре 40°С в течение 60 мин. Полученную суспензию охлаждают и процесс растворения целлюлозы проводят при температуре минус 10°С. Приготовленный раствор, разогретый до температуры 40°С, выливают на обезжиренную поверхность и размазывают с помощью специального скребка. Толщину пленки регулируют расстоянием от нижнего края скребка до поверхности отливки. Для регенерации используют охлажденную до температуры 10°С осадительную ванну, представляющую собой буферный раствор смеси монофосфата и дифосфата калия с рН 7,0. Отмывка пленки протекает в три этапа при следующих плотностях промывочных растворов: первая промывочная ванна имеет плотность 1,150 г/см3, вторая - 1,080 г/см3, третья - 1,001 г/см3. В третью промывочную ванну дополнительно вводится в качестве аппрета глицерин. Полученная пленка имеет прочность 30 МПа при КВ 3,7% и удлинение 15% при КВ 8,1%. Пленка, сформованная из того же раствора и отмытая фильтрованной водой, имеет прочность 29 МПа при КВ 13,9% и удлинение 13% при КВ 20,5%.10.0 g of air-dry cotton cellulose with a degree of polymerization according to cadoxene 1100 are suspended with vigorous stirring in 112 ml of 83% orthophosphoric acid at a temperature of 40 ° C for 60 minutes. The resulting suspension is cooled and the process of dissolution of cellulose is carried out at a temperature of minus 10 ° C. The prepared solution, heated to a temperature of 40 ° C, is poured onto a degreased surface and spread with a special scraper. The thickness of the film is controlled by the distance from the bottom edge of the scraper to the surface of the casting. For regeneration, a precipitation bath cooled to a temperature of 10 ° C is used, which is a buffer solution of a mixture of monophosphate and potassium diphosphate with a pH of 7.0. The washing of the film proceeds in three stages with the following densities of washing solutions: the first wash bath has a density of 1.150 g / cm 3 , the second - 1.080 g / cm 3 , the third - 1.001 g / cm 3 . Glycerin is additionally introduced as a coupling agent into the third wash bath. The resulting film has a strength of 30 MPa at KV 3.7% and an elongation of 15% at KV of 8.1%. The film formed from the same solution and washed with filtered water has a strength of 29 MPa at KV of 13.9% and an elongation of 13% at KV of 20.5%.

Пример 3.Example 3

9,6 г мелконарезанной древесной сульфатной целлюлозы со степенью полимеризации по кадоксену 860 суспендируют при эффективном перемешивании в 112 мл 81%-ной ортофосфорной кислоты при температуре 50°С в течение 15 мин. Полученную суспензию охлаждают и процесс растворения целлюлозы проводят при температуре минус 5°С. Приготовленный раствор, разогретый до температуры 40°С, выливают на подложку из длинноволокнистой фиброузной бумаги и размазывают при помощи специального скребка. Толщину пленки регулируют расстоянием от нижнего края скребка до поверхности отливки. Для регенерации используют охлажденную до температуры 12°С осадительную ванну, представляющую собой буферный раствор смеси монофосфата и дифосфата калия с рН 9,5. Отмывку пленки поводят в четырех промывочных ваннах, имеющих плотности в диапазоне от 1,165 до 1,001 г/см3. Плотность первой ванны составляет 1,165 г/см3, второй - 1,070 г/см3, третьей - 1,010 г/см3, четвертой 1,001 г/см3. В последней четвертой ванне в качестве аппретирующего вещества (пластификатора) используется трибутилфосфат. Полученная пленка имеет следующие характеристики: прочность 70 МПа при КВ 3,2% и удлинение 4,2% при КВ 4,3%. Пленка, полученная из того же раствора и той же толщины, отмытая обессоленной водой, имеет прочность 60 МПа при КВ 6,1% и удлинение 3,1% при КВ 7,4%.9.6 g of finely chopped wood sulphate pulp with a degree of polymerization according to cadoxene 860 are suspended with effective stirring in 112 ml of 81% orthophosphoric acid at 50 ° C for 15 minutes. The resulting suspension is cooled and the process of dissolving the cellulose is carried out at a temperature of minus 5 ° C. The prepared solution, heated to a temperature of 40 ° C, is poured onto the substrate of long-fibrous fiber paper and spread using a special scraper. The thickness of the film is controlled by the distance from the bottom edge of the scraper to the surface of the casting. For regeneration, a precipitation bath cooled to 12 ° C is used, which is a buffer solution of a mixture of monophosphate and potassium diphosphate with a pH of 9.5. The washing of the film is carried out in four washing baths, having densities in the range from 1.165 to 1.001 g / cm 3 . The density of the first bath is 1.165 g / cm 3 , the second - 1.070 g / cm 3 , the third - 1,010 g / cm 3 , the fourth 1,001 g / cm 3 . Tributyl phosphate is used as a coupling agent (plasticizer) in the last fourth bath. The resulting film has the following characteristics: strength 70 MPa at KV 3.2% and elongation 4.2% at KV 4.3%. The film obtained from the same solution and the same thickness, washed with desalted water, has a strength of 60 MPa at KV 6.1% and an elongation of 3.1% at KV 7.4%.

Пример 4.Example 4

Смесь измельченной хлопковой целлюлозной папки со степенью полимеризации 1200 и содержанием α-целлюлозы 98% и хитозанового порошка, имеющего степень деацетилирования 80% и молекулярную массу 2-105, диспергируют в 83%-ной ортофосфорной кислоте при температуре 50°С в течение 10 мин, полученную суспензию охлаждают до температуры минус 5°С и выдерживают при этой температуре до образования совместного раствора двух полимеров, затем при 30°С полимерный раствор обезвоздушивают и формуют из него волокно в охлажденную до 10°С осадительную ванну, представляющую собой водный раствор смеси моно- и дифосфата калия с рН 10,0. Содержание хитозана в исходной загрузке полимеров и соответственно в готовом волокне составляет 22 мас.%. Сформованное волокно отмывают в трех промывочных ваннах и аппретируют в четвертой. Эти ванны имеют следующие плотности: первая - 1,170 г/см3, вторая - 1,055 г/см3, третья - 1,005 г/см3, четвертая - 1,001 г/см3. В качестве аппретирующего вещества в последней ванне используют аппрет К-1. Полученное волокно является самозатухающим. Имеет следующие характеристики: кислородный индекс (КИ) 34,2%, прочность 31,6A mixture of crushed cotton cellulose folder with a polymerization degree of 1200 and a content of α-cellulose of 98% and chitosan powder having a degree of deacetylation of 80% and a molecular weight of 2-10 5 is dispersed in 83% orthophosphoric acid at a temperature of 50 ° C for 10 min , the resulting suspension is cooled to a temperature of minus 5 ° C and maintained at this temperature until a joint solution of two polymers is formed, then at 30 ° C the polymer solution is deaerated and the fiber is molded from it into a cooling bath cooled to 10 ° C yayuschuyu an aqueous mixture of mono- and diphosphate potassium solution having a pH of 10.0. The content of chitosan in the initial loading of the polymers and, accordingly, in the finished fiber is 22 wt.%. The formed fiber is washed in three washing baths and finalized in the fourth. These baths have the following densities: the first is 1.170 g / cm 3 , the second is 1.055 g / cm 3 , the third is 1.005 g / cm 3 , the fourth is 1.001 g / cm 3 . The sizing agent K-1 is used as a finishing agent in the last bath. The resulting fiber is self-extinguishing. It has the following characteristics: oxygen index (CI) 34.2%, strength 31.6

- 2 029929- 2 029929

сН/текс при КВ по удельной разрывной нагрузке 5,9%, удлинение 6,7% при КВ по удлинению 8,4%. Волокно, полученное из того же раствора и отмытое обессоленной водой, имеет КИ 32,8%, прочность 30,2 при КВ по удельной разрывной нагрузке 15,4%, удлинение 6,1 при КВ по удлинению 16,3%.cN / tex at KV at a specific breaking load of 5.9%, elongation of 6.7% at KV at an elongation of 8.4%. The fiber obtained from the same solution and washed with desalted water has a CI of 32.8%, a strength of 30.2 with KV at a specific breaking load of 15.4%, an elongation of 6.1 with a KV of elongation of 16.3%.

У словия отмывки и физико-механические характеристики самозатухающих изделий, сформованных из растворов смесей целлюлозы и хитозана в ортофосфорной кислотеThe cleaning and physicomechanical characteristics of self-extinguishing products formed from solutions of mixtures of cellulose and chitosan in phosphoric acid

Пример, № Example, No Вид изделия, содержание хитозана, % Type of product, chitosan content,% Отмывочный раствор и его плотность, г/см3 Washing solution and its density, g / cm 3 КИ, % KI, % Прочность Strength Удлинение Elongation 1 one 2 2 3 3 4 four Удельн. разрывная нагрузка Specific breaking load КВ, % KV,% % % КВ, % KV,% 5 five нить, 20 thread, 20 вода, 1,000 water, 1,000 вода, 1,000 water, 1,000 вода, 1,000 water, 1,000 вода +ОП-1, 1,000 water + OP-1, 1,000 28,9 28.9 16,0 сН/текс 16.0 CN / Tex 12,9 12.9 8,2 8.2 19,2 19.2 6 6 нить, 20 thread, 20 водный р-р солей, 1,180 water solution of salts, 1,180 водный р-р солей, 1,060 water solution of salts, 1,060 водный р-р солей, спирт, 1,001 water solution of salts, alcohol, 1,001 - - 33,0 33.0 17,9 сН/текс 17.9 cN / tex 6,1 6.1 8,3 8.3 10,4 10.4 7 7 волокно, 25 fiber, 25 вода, 1,000 water, 1,000 вода, 1,000 water, 1,000 вода, 1,000 water, 1,000 вода + ОП-1, 1,000 water + OP-1, 1,000 35,5 35.5 30,5 сН/текс 30.5 cN / tex 16,6 16.6 6,6 6,6 14,0 14.0 8 eight волокно, 25 fiber, 25 водный р-р солей, 1,170 water solution of salts, 1,170 водный р-р солей, 1,080 water solution of salts, 1,080 водный р-р солей, 1,010 water solution of salts, 1,010 водный р-р солей + К-1, 1,001 water solution of salts + K-1, 1,001 37,5 37.5 33,5 сН/текс 33.5 cN / tex 5,8 5.8 6,8 6.8 8,6 8.6 9 9 пленка, 30 film, 30 вода, 1,000 water, 1,000 вода, 1,000 water, 1,000 вода, 1,000 water, 1,000 вода + глицерин, 1,000 water + glycerin, 1,000 59,0 59.0 40 МПа 40 MPa 10,5 10.5 9,2 9.2 13,5 13.5 10 ten пленка, 30 film, 30 водный р-р солей, 1,150 water solution of salts, 1,150 водный р-р солей, 1,055 water solution of salts, 1,055 водный р-р солей, 1,005 water solution of salts, 1,005 водный р-р солей + глицерин, 1,001 water solution of salts + glycerin, 1,001 60,5 60.5 42 МПа 42 MPa 6,0 6.0 П,4 P, 4 8,2 8.2

Примеры 5-10.Examples 5-10.

Образцы самозатухающих изделий (нитей, волокон и пленок) получают аналогично примеру 4 при различных условиях отмывки (см. таблицу).Samples of self-extinguishing products (filaments, fibers and films) are obtained analogously to example 4 under various washing conditions (see table).

Для приготовления исходных суспензий и прядильных растворов используют хлопковые и древесные целлюлозы со степенью полимеризации 800-1200 и с содержанием α-целлюлозы 92-98%, а также образцы хитозана со степенью деацетилирования 70-85 мас.% и молекулярной массой 5·104-8·105.For the preparation of initial suspensions and spinning solutions, cotton and wood pulps are used with a polymerization degree of 800-1200 and α-cellulose content of 92-98%, as well as chitosan samples with a degree of deacetylation of 70-85 wt.% And a molecular weight of 5 · 10 4 - 8 · 10 5 .

Как следует из примеров 1-4 и данных таблицы (примеры 5-10), полученные по предлагаемому способу изделия как из растворов целлюлозы, так и ее смесей с хитозаном имеют улучшенные физикохимические характеристики по КИ, по прочности и удлинению, и, что особенно важно, имеют меньшие величины коэффициентов вариации по удельной разрывной нагрузке и удлинению.As follows from examples 1-4 and data of the table (examples 5-10), obtained by the proposed method, the products both from solutions of cellulose and its mixtures with chitosan have improved physicochemical characteristics by CI, strength and elongation, and, most importantly , have smaller values of coefficients of variation for specific breaking load and elongation.

Источники информации.Information sources.

1. Хюпд Кш е! а1. РгерагаНоп апс) ргорегйез о£ БЪегз ргобисеб £гош а се11и1о8е/сошр1ех РА 8о1уеп1 8у81еш ргешрйайпд т Й1уег8есоади1ап18. - ИЪегз апб Ро1ушегз 14.6 (2013); 926-934.1. Hypd Ksh e! a1. RgeragaNop aps) rgoregjyz about £ Bégz rgóbiseb £ gosh and serIdio8e / al ra RA PA 8o1uen1 8u81esh rgesryjaydd t 11ueg8esoadi118. - Volgograd apb Rousus 14 14 (2013); 926-934.

2. Патент ϋ8 5932158, Ό01Ρ, 03.08.1999.2. Patent ϋ8 5932158, 01Ρ, 08/03/1999.

3. А.с. СССР № 1397456, С08В 5/00, 23.05.1988.3. A.S. The USSR №1397456, СВВ 5/00, 05.23.1988.

4. А.с. СССР № 1348396, С08В 1/00, 30.10.1987.4. A.S. USSR №1348396, СВВ 1/00, 10/30/1987.

5. Гриншпан Д.Д., Цыганкова Н.Г., Макаревич С.Е. Новые бессероуглеродные процессы получения гидратцеллюлозных волокон и пленок. В сб.: "Материалы третьей Белорусской научно-практической конференции "Научно-технические проблемы развития производства химических волокон в Беларуси" (г. Могилев, 13-15 декабря 2006 г.).5. Gryshpan DD, Tsygankova NG, Makarevich S.E. New carbon-free processes for obtaining cellulose hydrate fibers and films. In Proc .: "Materials of the third Belarusian scientific-practical conference" Scientific and technical problems of the development of the production of chemical fibers in Belarus "(Mogilyov, December 13-15, 2006).

6. Заявка ЕА № 201500071/28, Ό01Ρ2. Получено решение о выдаче патента от 24.10.2016.6. Application EA № 201500071/28, Ό01Ρ2. The decision to grant a patent on 10.24.2016 has been received.

- 3 029929- 3 029929

Claims (5)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения формованных изделий из растворов целлюлозы и ее смесей с хитозаном, включающий суспендирование целлюлозы или ее смесей с хитозаном в концентрированной ортофосфорной кислоте при температуре 40-60°С в течение 0,05-1 ч, последующее охлаждение суспензии до минус 1 - минус 10°С, образование гомогенного раствора, разогрев раствора до 30-40°С, формование изделий в охлажденную до температуры 5-18°С осадительную ванну, представляющую собой водный раствор смеси монофосфата и дифосфата калия с рН 7,0-10,0, и последующую отмывку и сушку сформованных изделий, отличающийся тем, что отмывку проводят водными растворами смесей моно- и дифосфатов калия с плотностью от 1,180 до 1,001 г/см3 поэтапно (3-4 этапа) путем последовательного скачкообразного уменьшения плотности применяемых растворов.1. The method of obtaining molded products from solutions of cellulose and its mixtures with chitosan, including the suspension of cellulose or its mixtures with chitosan in concentrated phosphoric acid at a temperature of 40-60 ° C for 0.05-1 h, the subsequent cooling of the suspension to minus 1 - minus 10 ° C, the formation of a homogeneous solution, heating the solution to 30-40 ° C, forming products in a precipitation bath cooled to a temperature of 5-18 ° C, which is an aqueous solution of a mixture of monophosphate and potassium diphosphate with pH 7.0-10.0 , and subsequent washing and drying with a mold OF DATA products, characterized in that the washing is carried out with aqueous solutions of mixtures of mono- and diphosphates of potassium with a density of from 1.180 to 1.001 g / cm 3 in stages (stage 3-4) by successive abrupt decrease in density applied solutions. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе отмывки используют водные растворы смесей моно- и дифосфатов калия с плотностью 1,180-1,150 г/см3.2. The method according to claim 1, characterized in that in the first stage of washing using aqueous solutions of mixtures of potassium mono- and diphosphates with a density of 1.180-1.150 g / cm 3 . 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором этапе отмывки используют растворы моно- и дифосфата калия с плотностью 1,080-1,060 г/см3.3. The method according to p. 1, characterized in that in the second stage of washing using solutions of mono - and diphosphate potassium with a density of 1,080-1,060 g / cm 3 . 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на третьем и четвертом этапах отмывки используют растворы моно- и дифосфата калия с плотностью 1,010-1,001 г/см3.4. The method according to claim 1, characterized in that in the third and fourth stages of washing, solutions of potassium mono- and diphosphate with a density of 1010-1.001 g / cm 3 are used . 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на третьем или четвертом этапах отмывки водные растворы моно- и дифосфата калия дополнительно содержат аппретирующие вещества.5. The method according to claim 1, characterized in that in the third or fourth stages of washing, aqueous solutions of potassium mono- and diphosphate additionally contain coupling agents.
EA201700046A 2016-12-21 2016-12-21 Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan EA029929B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201700046A EA029929B1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201700046A EA029929B1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201700046A1 EA201700046A1 (en) 2018-04-30
EA029929B1 true EA029929B1 (en) 2018-05-31

Family

ID=62045904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201700046A EA029929B1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA029929B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5622666A (en) * 1992-09-30 1997-04-22 Novasso Oy Modified viscose fibres and method for their manufacture
US5932158A (en) * 1994-08-19 1999-08-03 Akzo Nobel N.V. Cellulose solutions and products made therefrom
RU2318084C2 (en) * 2002-07-12 2008-02-27 Лензинг Актиенгезельшафт Method for manufacturing of formed cellulose products
EA201500072A1 (en) * 2014-12-10 2016-06-30 Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ) SELF-BREEDING MATERIAL BASED ON CELLULOSE AND METHOD FOR ITS PREPARATION
EA201500071A1 (en) * 2014-12-10 2016-08-31 Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ) METHOD OF OBTAINING A FORMED PULP MATERIAL

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5622666A (en) * 1992-09-30 1997-04-22 Novasso Oy Modified viscose fibres and method for their manufacture
US5932158A (en) * 1994-08-19 1999-08-03 Akzo Nobel N.V. Cellulose solutions and products made therefrom
RU2318084C2 (en) * 2002-07-12 2008-02-27 Лензинг Актиенгезельшафт Method for manufacturing of formed cellulose products
EA201500072A1 (en) * 2014-12-10 2016-06-30 Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ) SELF-BREEDING MATERIAL BASED ON CELLULOSE AND METHOD FOR ITS PREPARATION
EA201500071A1 (en) * 2014-12-10 2016-08-31 Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (НИИ ФХП БГУ) METHOD OF OBTAINING A FORMED PULP MATERIAL

Also Published As

Publication number Publication date
EA201700046A1 (en) 2018-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102212357B1 (en) Polysaccharide film and method for the production thereof
KR101935619B1 (en) Method for dry spinning neutral and anionically modified cellulose and fibres made using the method
CN105074063B (en) Polysaccharide fiber and preparation method thereof
CZ281926B6 (en) Process for producing cellulose shaped bodies
US10995429B2 (en) Method for producing carbon fibers from cellulose fibers treated with sulfonic acid salts
PL196594B1 (en) Method of obtaining monofilaments, films and other products of modified soluble cellulose
TWI766149B (en) Lyocell fiber with viscose like properties
NO801422L (en) CONFORMABLE SOLUTIONS, THEREFORE PREVIOUS GOODS, AND PREPARATION OF THEM
EA029929B1 (en) Method for producing formed products from solutions of cellulose and mixtures thereof with chitosan
PL199103B1 (en) Method of manufacturing multifilaments, films, casings and other products from dissolved modified cellulose
KR100323253B1 (en) The chitosan fiber having high degree of strength and elasticity
US2163723A (en) Cellulose derivatives and method of preparing same
CN115787120A (en) Protein modified lyocell fiber and production method thereof
US3329519A (en) Methylolated ureidopyrimidone modified regenerated cellulose product and process forpreparing same
EA026035B1 (en) Method for production of shaped cellulose material
KR20000062381A (en) Mixtures of alkylated methylolated 4,5-dihydroxy-imidazolidin-2-ones
US2447757A (en) Process for treating cellulose ethers to improve their dissolving properties
US2805119A (en) Alkali cellulose xanthates
US2445333A (en) Process of making regenerated cellulose films
TW201938669A (en) Lyocell fiber with novel cross section
US2261754A (en) Artificial nitrogenous textile fiber
US1807036A (en) Treatment of cellulose solutions
US2495239A (en) Process for treating cellulose
SU1476001A1 (en) Method of producing formed articles
US2021861A (en) Regenerated artificial structure and process of making same

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 KZ KG 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): BY RU