ITTO20120006A1 - Processo per destrutturare una pasta di cellulosa, prodotto ottenuto e utilizzi del prodotto - Google Patents
Processo per destrutturare una pasta di cellulosa, prodotto ottenuto e utilizzi del prodotto Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO20120006A1 ITTO20120006A1 IT000006A ITTO20120006A ITTO20120006A1 IT TO20120006 A1 ITTO20120006 A1 IT TO20120006A1 IT 000006 A IT000006 A IT 000006A IT TO20120006 A ITTO20120006 A IT TO20120006A IT TO20120006 A1 ITTO20120006 A1 IT TO20120006A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- cellulose
- fibers
- process according
- na2o
- sio2
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims description 51
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 15
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 14
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 14
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 13
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 7
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 6
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical class [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 3
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- -1 silicate ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 3
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-UHFFFAOYSA-N alpha-D-glucopyranose Natural products OCC1OC(O)C(O)C(O)C1O WQZGKKKJIJFFOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005517 mercerization Methods 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 2
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 2
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- HHDUMDVQUCBCEY-UHFFFAOYSA-N 4-[10,15,20-tris(4-carboxyphenyl)-21,23-dihydroporphyrin-5-yl]benzoic acid Chemical compound OC(=O)c1ccc(cc1)-c1c2ccc(n2)c(-c2ccc(cc2)C(O)=O)c2ccc([nH]2)c(-c2ccc(cc2)C(O)=O)c2ccc(n2)c(-c2ccc(cc2)C(O)=O)c2ccc1[nH]2 HHDUMDVQUCBCEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 235000005632 Phalaris canariensis Nutrition 0.000 description 1
- 241000170793 Phalaris canariensis Species 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 1
- ORXJMBXYSGGCHG-UHFFFAOYSA-N dimethyl 2-methoxypropanedioate Chemical compound COC(=O)C(OC)C(=O)OC ORXJMBXYSGGCHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000009992 mercerising Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000013379 physicochemical characterization Methods 0.000 description 1
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- KJAMZCVTJDTESW-UHFFFAOYSA-N tiracizine Chemical compound C1CC2=CC=CC=C2N(C(=O)CN(C)C)C2=CC(NC(=O)OCC)=CC=C21 KJAMZCVTJDTESW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B1/00—Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/08—Fractionation of cellulose, e.g. separation of cellulose crystallites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B16/00—Regeneration of cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
- C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
- C08G18/6492—Lignin containing materials; Wood resins; Wood tars; Derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/001—Modification of pulp properties
- D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
- D21C9/005—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
“PROCESSO PER DESTRUTTURARE UNA PASTA DI CELLULOSA, PRODOTTO OTTENUTO E UTILIZZI DEL PRODOTTOâ€
La presente invenzione si riferisce a un processo per destrutturare una pasta di cellulosa, a un prodotto ottenuto mediante tale processo ed ad utilizzi del prodotto.
Stato dell’arte
La cellulosa à ̈ un polisaccaride strutturale molto diffuso in natura, si ricava dal cotone e principalmente dal fonti lignocellulosiche quali piante di canne da zucchero, bambù, biomasse vegetali ecc.
In particolare il legno contiene il 40-50% di cellulosa insieme ad altri polisaccaridi, il principale à ̈ l’emicellulosa (che ne costituisce il 20-30%) e la lignina (insieme di polimeri a base aromatica presente al 40-20%).
La cellulosa à ̈ formata da una catena polimerica non ramificata di molecole di glucosio unite tra loro da un legame β 1->4 glicosidico. La formula bruta della cellulosa à ̈ (C6H10O5)ncon “n†che può arrivare fino a 10’000 ed ha un peso molecolare medio di 400’000 g/mol, corrispondente approssimativamente a 2800 unità di glucosio per molecola.
Dal punto di vista chimico, la cellulosa ha tre gruppi alcolici (-OH) per unità ripetitiva di d-glucosio, che potenzialmente possono reagire.
Le catene sono disposte parallelamente le une alle altre e si legano tra loro per mezzo di legami a idrogeno molto forti, formando fibrille. Le fibrille sono localmente molto ordinate al punto da presentare una struttura cristallina,che può variare a secondo dei trattamenti termici e meccanici (coadiuvati da solventi) ai quali la cellulosa viene sottoposta.
La percentuale di cristallinità della cellulosa varia dal 50 al 90% in base all’origine.
Tali peculiarità rendono questo sistema di difficile dissoluzione. Inoltre, la quantità di gruppi ossidrili presenti sulla superficie delle fibrille/fibre non à ̈ sufficiente da indurre una separazione delle singole “catene†quando le fibrille sono poste a contatto con un solvente idrofilico.
Le zone amorfe sono sicuramente più permeabili all’acqua o a solventi idrofilici/ionici, tuttavia anche la parte amorfa à ̈ poco solubile a causa di forti legami intercatena esistenti fra le macromolecole polisaccaridiche.
Come tutti i polimeri, anche la cellulosa può dare reazioni di degradazione della catena, per idrolisi con acidi, per trattamenti termici oppure per via batterica.
In soluzioni fortemente basiche, la cellulosa viene separata in tre fasi: la α-cellulosa (la parte insolubile) che rappresenta la frazione di maggiore pregio, la βcellulosa che costituisce la parte solubilizzata ma riprecipitabile in presenza di acidi, e la γ-cellulosa la parte solubilizzata ma non riprecipitabile per aggiunta di acidi.
In particolare, Ã ̈ noto che la cellulosa presenta sei forme polimorfe (I, II, III1, III11, IV1e IV11) che possono essere convertite le une nelle altre.
La struttura polimorfa di tipo I à ̈ costituita, a sua volta, dall’unione di due strutture polimorfe note come Iα e Iβ. La cellulosa di tipo I, o cellulosa nativa, à ̈ la forma che si ritrova in natura. La cellulosa di tipo II si può ottenere da quella di tipo I tramite due processi: a) rigenerazione, che à ̈ la solubilizzazione della cellulosa I in specifici solventi, seguita dalla ri-precipitazione in acqua; b) mercerizzazione, che consiste nel processo di swelling delle fibre originarie in una soluzione fortemente alcalina (idrossidi di sodio, potassio) che produce cellulosa di tipo II in seguito a rimozione del solvente alcalino. Le forme polimorfe di tipo III1e III11si formano dalla cellulosa di tipo I e II tramite un processo reversibile che prevede il trattamento con ammoniaca liquida (o ammine) e la successiva evaporazione/rimozione dell’ammoniaca in eccesso. Le forme polimorfe di tipo IV1e IV11si possono preparare riscaldando cellulosa di tipo III1e III11a 206°C in glicerolo.
Nello stato dell’arte à ̈ pertanto già nota la possibilità di mercerizzare/swellare matrici cellulosiche (polisaccaridi ad elevata cristallinità di tipo I) mediante l’uso di soluzioni alcaline, come per esempio le soluzioni silicatiche. In particolare, tali trattamenti prevedono l'impiego di elevate temperature ed un preventivo processo di purificazione delle matrici cellulosiche dalla lignina.
Inoltre sono noti trattamenti di solubilizzazione della cellulosa in presenza di solventi organici.
Anche tali processi si realizzano ad elevate temperature (150-200°C) e mediante un successivo processo di purificazione dei solventi utilizzati, e portano alla formazione di sistemi macromolecolari altamente reattivi in grado di reagire con diversi reagenti quali aldeidi, composti furanici, poliisocianati e prepolimeri poliuretanici.
Esempi di questi processi possono essere trovati in US4226982, US4347345, US4281110, US4328136, US4377674, US4220757, US4313857.
Tuttavia, vi sono diversi problemi legati ai processi attualmente utilizzati.
Questi infatti prevedono l’utilizzo di solventi organici che a fine processo devono essere rimossi attraverso complesse procedure di purificazione per consentire l’utilizzo del poli-idrossile.
Problema tecnico
È uno scopo della presente invenzione fornire un processo per destrutturare una pasta di cellulosa che non necessiti di solventi organici che devono essere separati/rimossi a fine processo, che non impieghino elevate temperature e non richiedano la purificazione/estrazione della lignina dalla matrice.
Questo scopo à ̈ raggiunto dalla presente invenzione mediante il processo secondo la rivendicazione 1.
Definizioni
Per “componenti poli-idrossilici a fibra corta†ed espressioni simili si intende componenti poli-idrossilici composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni inferiori o uguali a 50 µm.
Per “componenti poli-idrossilici a fibra lunga†ed espressioni simili si intende componenti poli-idrossilici composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni superiori a 50 µm.
Per “destrutturare†, “destrutturazione†ed espressioni simili si intende l’eliminazione di una frazione dei legami ad idrogeno responsabili della struttura della cellulosa in misura del 10% o > del 10%.
Breve descrizione delle figure
Per una migliore comprensione della presente invenzione, vengono nel seguito descritti esempi non limitativi dell’invenzione anche con riferimento alle figure allegate, in cui:
- la Figura 1a illustra due immagini al microscopio ottico di fibre di cellulosa disperse in acqua (l'acqua viene utilizzata come mezzo disperdente per facilitare l'osservazione al microscopio) e un disegno schematico della loro struttura allo stato nativo.
- La Figura 1b illustra un disegno schematico della struttura delle fibre di cellulosa intercalate con la silice grazie all’azione della soluzione silicatica per un tempo maggiore di una settimana.
- La Figura 1c illustra un disegno schematico di cellulosa destrutturata ottenuta dopo un trattamento di 2-5 mesi con la soluzione silicatica.
- La Figura 2 illustra la componente cristallina di tre matrici lignocellulosiche: conifera, cotone e pasta di legno mediante analisi diffrattometrica.
- La Figura 3 illustra la distribuzione Gaussiana dei diametri delle fibre di cellulosa nativa in acqua
- La Figura 4 illustra un’immagine al microscopio ottico a luce polarizzata di fibre di cellulosa trattata in silicato di sodio per una settimana e la corrispondente distribuzione Gaussiana dei diametri delle fibre.
- La Figura 5 illustra un’immagine al microscopio ottico a luce polarizzata di fibre di cellulosa trattata in silicato di sodio per un mese e la corrispondente distribuzione Gaussiana dei diametri delle fibre.
- La Figura 6 illustra la distribuzione Gaussiana dei diametri delle fibre di cellulosa prima e dopo diversi tempi di trattamento in silicato di sodio e l'effetto di tale trattamento sul colore delle fibre.
- La Figura 7 illustra i diffrattogrammi della fibra di cellulosa da pasta di legno pura e pasta legno trattata in silicato di sodio.
Descrizione dettagliata dell’invenzione
La presente invenzione à ̈ relativa a un processo per destrutturare una pasta di cellulosa comprendente le fasi di
a) miscelare una soluzione acquosa alcalina comprendente
- SiO2, Na2O in un rapporto compreso da 1:1 a 4:1 e - componenti poli-idrossilici ad elevato peso molecolare variabile da 200’000 a 650’000 g/mole in forma di fibre;
- lignine con peso molecolare variabile da 800 a 80’000 g/mol;
b) miscelare a temperatura e pressione ambiente per un tempo compreso da 12 ore a 6 mesi.
Nel caso in cui i componenti poli-idrossilici siano composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni superiori o uguali a 50 µm, la fase di miscelazione a temperatura e pressione ambiente à ̈ condotta per un tempo compreso da 1 a 6 mesi.
Nel caso in cui invece i componenti poli-idrossilici siano composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni inferiori a 50 µm, la fase di miscelazione a temperatura e pressione ambiente à ̈ condotta per un tempo compreso da 12 a 72 ore.
La soluzione acquosa alcalina della fase a) comprende preferibilmente SiO2e Na2O in un rapporto compreso da 1,5:1 a 3,5:1, ancor più preferibilmente da 1,75 a 2,25.
La soluzione acquosa alcalina della fase a) comprende preferibilmente un rapporto di SiO2e Na2O su componenti poli-idrossilici e lignine da 1:100 a 16:100, più preferibilmente da 4:100 a 8:100.
Nella fase a) si ottiene uno slurry dove gli ioni silicato della soluzione alcalina di silicato di sodio “intercalano†le singole macromolecole della cellulosa, destrutturando il network di legami idrogeno.
Nella fase b) le specie silicee -Si-O(H) condensano con i vicini monomeri portando alla formazione di oligomeri del tipo H-(OSi(O)3)n in grado di creare forti interazioni a idrogeno con gli strati di poli d-glucopiranosio destrutturando la macrostruttura.
Il risultato à ̈ un composto poli-idrossilico ibrido in cui tutti la componente inorganica (silicea) interagendo con gli strati di poli d-glucopiranosio ossidrilici rompe l’elevata quantità di legami ad idrogeno consentendo uno scompattamento delle fibrille con la “liberazione†di macromolecole in grado di reagire con qualsiasi reattivo.
Esempi non limitanti di componenti poli-idrossilici composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni superiori o uguali a 50 µm sono la pasta di legno (materia prima delle cartiere), conifera, cotone etc.
Esempi non limitanti di componenti poli-idrossilici composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni inferiori a 50 µm sono bricchetti di cellulosa a fibra corta provenienti dall’industria di carte per “tissue†(assorbenti, pannolini, carta igienica).
Il prodotto ottenuto da processo di cui sopra sarà sostanzialmente destrutturato, in alcuni casi, anche con la rottura del legame glucosidico della cellulosa. Il grado di destrutturazione potrà variare entro certi limiti a seconda dei rapporti e delle quantità dei componenti della soluzione acquosa alcalina, nonché delle condizioni di reazione.
I prodotti ottenuti mediante questo processo possono essere fatti reagire con diisocianati per produrre poliuretani (per esempio per packaging), con alcossisilani per produrre polisilani e con acidi dicarbossilici per produrre resine poliestere.
Vantaggi
Mentre i processi tradizionali (come la mercerizzazione) che fanno uso di soluzioni di silicato, producono una cellulosa solvatata nella sua fase amorfa ed in cui la cristallinità di tipo I à ̈ modificata in quella di tipo II, il processo secondo l’invenzione consente di ottenere un prodotto destrutturato.
Inoltre, i processi tradizionali presentano notevoli problemi in presenza di lignina, tanto che à ̈ necessario separare la stessa. Nel processo secondo l’invenzione, invece, non solo non à ̈ necessario separare la lignina, ma à ̈ stato sorprendentemente osservato che questa favorisce il processo di destrutturazione, probabilmente in virtù del maggiore contenuto di fase amorfa nel legno, che favorisce il processo di destrutturazione.
Esempi
Per analizzare il prodotto ottenuto, si eseguono le seguenti caratterizzazioni chimico fisiche:
- diffrazione dei raggi X (XRD); tale tecnica consente di valutare la destrutturazione della struttura cristallina presente nella cellulosa. In fase cristallina il sistema non à ̈ reattivo, in fase destrutturata (amorfizzata) à ̈ in grado di reagire;
- peso molecolare del polisaccaride;
- indice di ossidrile (numero di gruppi OH), determinato secondo la norma ASTM D4274-05, metodo E (Standard test methods for testing polyurethane raw matherials: determination of hydroxyl numbers of polyols). In questo caso, per 0.14 g di campione di pastalegno il numero di ossidrili à ̈ 230.
Caratterizzazione campioni di matrici contenenti cellulosa Diffrattometria dei raggi X (XRD)
L’analisi in diffrattometria consente di individuare le fasi mineralogiche cristalline legate alla cellulosa.
In Figura 2 sono riportati i diffrattogrammi dei tre sistemi analizzati conifera, cotone e pasta legno. L’analisi dei diffrattogrammi del cotone e della conifera evidenzia picchi di cristallizzazione, legati alla cellulosa, a 2Î ̧ pari a circa 14.8°, 16.3° e 22.6°, corrispondenti ai piani di indici di Miller (110), (110) e (220) di cellulosa di tipo I.
Per quanto riguarda il diffrattogramma della pasta legno si osserva una banda (diffrattogramma centrale in figura 2) intorno a bassi valori di 2Î ̧, che evidenzia la presenza di fase amorfa nel campione legata alla lignina (polimero aromatico amorfo), inoltre, il picco a valore di 2Î ̧=16.2° à ̈ associato alla sovrapposizione dei piani di riflessione (1 10) e (110) e quello a valore di 2Î ̧=22.3° à ̈ legato al piano di riflessione (200), per tali valori la struttura cristallina corrispondente à ̈ quella della cellulosa di tipo IV1che risulta meno ordinata di quella di tipo I.
Microscopio ottico polarizzato
Campioni di fibra di cellulosa da pasta legno sono stati sottoposti ad analisi in birifrangenza mediante microscopio ottico polarizzato.
Nella figura 1A si riportano le immagini delle fibre di cellulosa, in pasta legno, in luce polarizzata, e la corrispondente curva gaussiana relativa ai diametri delle fibre (figura 3).
Caratterizzazione delle matrici contenenti cellulosa in miscela alcalina di silicato di sodio
A titolo di esempio si riporta il trattamento della pasta legno come precursore per ottenere un poli-ossidrile (poliolo).
Come mezzo disperdente la pasta legno, à ̈ stato utilizzato una il silicato di sodio (SiO2/Na2O=2), tale soluzione à ̈ fortemente basica (pH>14) in quanto contiene NaOH, ed à ̈ noto, infatti, che le soluzioni acquose di basi forti sono in grado di rompere i legami idrogeno inter e intramolecolari delle catene di cellulosa determinando così una buona dispersione nel solvente acquoso. La presenza inoltre, in soluzione, di silice induce un miglioramento delle proprietà meccaniche ed al fuoco nel prodotto da sintetizzare.
Per la preparazione del poliolo sono stati dispersi 3.9g di lignocellulosa da pasta legno in 100g di silicato di sodio (SiO2/Na2O). Lo slurry ottenuto à ̈ stato caratterizzato mediante microscopia ottica (microscopio polarizzatore) e mineralogica (XRD) per la valutazione della variazione di diametro della fibra e della cristallinità in seguito al processo di destrutturazione indotto dalla soluzione colloidale.
Microscopia ottica
Il microscopio ottico a luce polarizzata à ̈ stato utilizzato per osservare l’interazione delle fibre di cellulosa quando disperse in soluzione alcalina di silicato di sodio. In particolare, sono stati osservati i fenomeni di swelling ed il comportamento in soluzione della fase cristallina della cellulosa, ed à ̈ stato determinato il diametro medio delle fibre prima e dopo il trattamento di destrutturazione.
Nelle figure 4 e 5 si riportano le immagini delle fibre di cellulosa da pasta legno sottoposte a trattamento in silicato di sodio (R=2) per 1 settimana (figura 4) ed 1 mese (figura 5) e le corrispondenti curve gaussiane.
In particolare, dalle 3 immagini à ̈ possibile determinare i diametri delle fibre le cui curve Gaussiane sono riportate in figura 6, dove si osserva la diminuzione del diametro medio delle fibre, rispetto al sistema di 1 settimana, del 50% (destrutturazione). In figura 6 à ̈ possibile osservare in corrispondenza delle singole gaussiane le immagini della cellulosa mescolata al silicato dopo 1 settimana (colore bianco) e la cellulosa-silicato trattata/destruttura per 1 mese (colore giallo).
XRD
In figura 7 sono riportati i diffrattogrammi della pasta legno pura ed in silicato di sodio. Dall’analisi dei diffrattogrammi si evidenzia che i picchi cristallini della cellulosa sono quasi scomparsi, si rileva solo un residuo cristallino evidenziato in figura 7. Sono molto evidenti, invece, due bande a valori di 2ï ± pari a 10° e 31°, associate alla presenza di una elevata fase amorfa all’interno del sistema in analisi. Questo risultato conferma quanto detto in precedenza cioà ̈ che il sistema disperdente à ̈ in grado di amorfizzare le fibre di cellulosa rendendole più disponibili, alle interazioni/reazioni con altri reagenti.
Applicazioni nella produzione di poliuretani
I poliuretani sono polimeri ottenuti, in genere, attraverso una reazione di poliaddizione tra alcoli polifunzionali (polioli polieteri o polioli poliesteri) e poliisocianati (MDI), in presenza di catalizzatori e altri additivi, per formare legami uretanici. È basata sulle seguenti reazioni di (1) poliaddizione (formazione della fase polimerica poliuretanica) ed (2) espansione (formazione del gas espandente):
(1)
n H O R OH<n>OCN R' NCO RNC O R' N C O H O H O
npoliolodi-isocianato poliuretano
O
R NCO+H O H<R N>C OH R NH2<+>CO2(2) H
isocianatoacqua acido carbamicoammina
Per ottenere la formazione del poliuretano il rapporto stechiometrico isocianato/ossidrile (NCO/OH) deve essere uguale o maggiore di 1. Nel caso in cui il rapporto sia superiore ad 1 oltre alla reazione di formazione del gruppo “uretano†si ha anche la formazione dell’“isocianurato†, in quanto l’eccesso di di-isocianto induce reazioni di trimerizzazione del Metilen-Difenil-diisocianato (MDI).
Il precursore poliossidrilico, il poliolo, può essere sostituito con un reagente a base di cellulosa che deve però subire un processo di solubilizzazione, polimerizzazione e successiva purificazione dai solventi organici. Nel presente esempio, la materia prima contenente cellulosa à ̈ stata sottoposta ad un processo di destrutturazione del polisaccaride, rendendo gli ossidrili delle catene disponibili a reagire, inoltre il solvente utilizzato si ingloba nelle catene cellulosiche restandone intrappolato, in tal modo non si necessita di un processo di purificazione.
Per la sintesi della schiuma poliuretanica, come materia prima contenente cellulosa à ̈ stata utilizzata sia la pasta legno (materia prima delle cartiere) che bricchetti di cellulosa a fibra corta provenienti dall’industria di carte per “tissue†, (assorbenti, pannolini, carta igienica ecc.) e come solvente/disperdente à ̈ stata utilizzata una soluzione basica a matrice silicatica (SiO2:Na2O=2:1). Oltre che la pasta di legno possono essere utilizzati conifera, cotone, scarti di cartiera.
Sintesi di poliuretano composito a partire da poliidrossili a fibra lunga
Per la sintesi della schiuma poliuretanica sono stati utilizzati come precursori base: il metilen difenil diisocianato (MDI) ed il poliolo rinnovabile, a base di una sospensione di cellulosa in silicato di sodio (rapporto R=2), l’acqua della sospensione à ̈ stata utilizzata come agente espandente. Inoltre sono stati utilizzati additivi a base amminica e sali di potassio, necessari per la catalisi delle reazioni di polimerizzazione e di espansione, ritardante di fiamma e tensioattivo siliconico come stabilizzante della schiuma poliuretanica.
Di seguito si riporta la formulazione messa a punto in laboratorio facendo uso del poliolo da scarti di cartiera:
Formulazione 1
Poliolo rinnovabile 736 g
MDI 1300 g Ritardante di fiamma (TCPP) 268 g Catalizzatore di polimerizzazione:
CH3COOK 4,5 g Catalizzatore di espansione: PM40 15,2 g Surfattante: L6164 13,7 g
Il poliolo da scarti di cartiera si presenta come una pasta molto viscosa, per questo occorre utilizzare un fluidificante che non interagisca con altri reagenti. A questo scopo si à ̈ utilizzato un ritardante di fiamma, ma si può utilizzare un qualsiasi altro fluidificante.
Sintesi di poliuretano composito a partire da poliidrossili a fibra corta
Sono state prodotte schiume poliuretaniche facendo uso della miscela silicatica/fibre di cellulosa corte in rapporti in peso variabili tra 4/7 g di cellulosa da fibre corte su 100 g di silicato sodico, la miscela à ̈ stata mercerizzata per 48h.
In tabella 2 si riporta una formulazione realizzata con tale miscela.
Formulazione 2
Poliolo rinnovabile fibra corta 350 g
MDI 600 g
Catalizzatore di polimerizzazione:
CH3COOK 4 g
Catalizzatore di amminico:C41 5 g
Surfattante siliconico L6164 7 g
Il poliolo rinnovabile a fibra corta à ̈ molto più fluido del poliolo del precedente esempio. Per questo, non à ̈ necessaria l’aggiunta di un fluidificante.
Procedura operativa
Quantità predefinite (riportate in tabella 1) di soluzione di silicato di sodio e cellulosa, catalizzatori, tensioattivo e ritardante di fiamma si pesano e si mescolano in modo accurato. Si aggiunge sotto agitazione MDI in quantità definite.
La mescola viene versata in uno stampo chiuso da 50x50x5cm e lasciata polimerizzare ed espandere a temperatura ed umidità ambiente.
Procedura operativa sintesi di poliuretano-composito
La formulazione riportata in tabella 3 à ̈ stata messa a punto qualora si utilizzi, per la destrutturazione della cellulosa a fibra lunga, una miscela silicatica con rapporto SiO2/Na2O superiore a 2.5. Tale miscela presentando una quantità eccessiva di acqua accelera in maniera incontrollata la velocità di reazione della schiuma poliuretanica. Inoltre, data l’esotermicità della reazione le temperature si innalzano bruscamente facendo evaporare parte dell’acqua (si raggiungono temperature superiori ai 130°C).
Per tale ragione, per rendere tutto il processo di sintesi ed espansione controllabile si additiva un filler adsorbente/disidratante all’interno della mescola in grado di adsorbire l’elevato contenuto di acqua presente nel poliolo.
Sono stati testati diversi filler: alluminato di sodio/calcio, carbonato di calcio e solfato di calcio. In tabella si riporta la formulazione con il solfato di calcio.
Formulazione 3
Poliolo rinnovabile 758,2 g
MDI 1350 g
Ritardante di fiamma 225,8 g
Catalizzatore di polimerizzazione:
CH3COOK 3,8 g
Catalizzatore di espansione: PM40 12,8 g
Surfattante: L6164 11,5 g
CaSO4(scagliola) 10 g
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Processo per destrutturare una pasta di cellulosa comprendente le fasi di: a) miscelare una soluzione acquosa alcalina comprendente - SiO2, Na2O in un rapporto compreso da 1:1 a 4:1 e - componenti poli-idrossilici ad elevato peso molecolare variabile da 200’000 a 650’000 g/mole in forma di fibre; - lignine con peso molecolare variabile da 800 a 80’000 g/mol; b) miscelare a temperatura e pressione ambiente per un tempo compreso da 12 ore a 6 mesi.
- 2. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti componenti poliidrossilici sono composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni superiori o uguali a 50 µm e dal fatto che detta fase di miscelare a temperatura e pressione ambiente à ̈ condotta per un tempo compreso da 1 a 6 mesi.
- 3. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti componenti poliidrossilici sono composti per più del 50% di fibre di diametri di dimensioni inferiori a 50 µm e dal fatto che detta fase di miscelare a temperatura e pressione ambiente à ̈ condotta per un tempo compreso da 12 ore a 72 ore.
- 4. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il SiO2e il Na2O sono in un rapporto compreso da 1,5:1 a 3,5:1.
- 5. Processo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il SiO2e il Na2O sono in un rapporto compreso da 1,75:1 a 2,25:1.
- 6. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, in cui il rapporto in peso di SiO2e Na2O su componenti poli-idrossilici e lignine à ̈ da 4:100 a 8:100.
- 7. Prodotto ottenuto mediante il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 6.
- 8. Uso del prodotto secondo la rivendicazione 7 per produrre poliuretani, polisilani e poliesteri.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000006A ITTO20120006A1 (it) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | Processo per destrutturare una pasta di cellulosa, prodotto ottenuto e utilizzi del prodotto |
PCT/IB2013/050199 WO2013105040A1 (en) | 2012-01-09 | 2013-01-09 | Process for destructuring a cellulose pulp, resulting product and uses of the product |
EP13713963.0A EP2802613B1 (en) | 2012-01-09 | 2013-01-09 | Process for destructuring a cellulose pulp, resulting product and uses of the product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000006A ITTO20120006A1 (it) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | Processo per destrutturare una pasta di cellulosa, prodotto ottenuto e utilizzi del prodotto |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITTO20120006A1 true ITTO20120006A1 (it) | 2013-07-10 |
Family
ID=45571755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000006A ITTO20120006A1 (it) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | Processo per destrutturare una pasta di cellulosa, prodotto ottenuto e utilizzi del prodotto |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2802613B1 (it) |
IT (1) | ITTO20120006A1 (it) |
WO (1) | WO2013105040A1 (it) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2056995A (en) * | 1933-04-17 | 1936-10-13 | Hanson & Orth | Cellulosic substances and process of manufacture thereof from hemp fibers |
GB1500053A (en) * | 1974-05-03 | 1978-02-08 | Procter & Gamble | Absorbent fibrous structures |
US4328136A (en) * | 1980-12-30 | 1982-05-04 | Blount David H | Process for the production of cellulose-silicate products |
US5137599A (en) * | 1988-10-03 | 1992-08-11 | Prime Fiber Corporation | Conversion of pulp and paper mill sludge to papermaking pulp |
WO1998023814A1 (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-04 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Production of soft paper products from coarse cellulosic fibers |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4226982A (en) | 1970-09-11 | 1980-10-07 | Blount David H | Process to break down cellulose polymers and produce cellular solid or solid reaction products |
US4220757A (en) | 1979-04-12 | 1980-09-02 | Blount David H | Process for the production of alkali metal-cellulose-silicates and their reaction products |
US4281110A (en) | 1979-04-12 | 1981-07-28 | Blount David H | Process for the production of broken down lignin-cellulose silicate copolymers |
US4377674A (en) | 1979-04-12 | 1983-03-22 | Blount David H | Process for the production of polyhydroxy lignin-cellulose silicate polymer |
US4347345A (en) | 1979-04-12 | 1982-08-31 | Blount David H | Process for the production of broken-down organic lignin-cellulose silicate polymers |
US4313857A (en) | 1979-04-12 | 1982-02-02 | Blount David H | Broken-down organic lignin-cellulose silicate polymers |
-
2012
- 2012-01-09 IT IT000006A patent/ITTO20120006A1/it unknown
-
2013
- 2013-01-09 EP EP13713963.0A patent/EP2802613B1/en active Active
- 2013-01-09 WO PCT/IB2013/050199 patent/WO2013105040A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2056995A (en) * | 1933-04-17 | 1936-10-13 | Hanson & Orth | Cellulosic substances and process of manufacture thereof from hemp fibers |
GB1500053A (en) * | 1974-05-03 | 1978-02-08 | Procter & Gamble | Absorbent fibrous structures |
US4328136A (en) * | 1980-12-30 | 1982-05-04 | Blount David H | Process for the production of cellulose-silicate products |
US5137599A (en) * | 1988-10-03 | 1992-08-11 | Prime Fiber Corporation | Conversion of pulp and paper mill sludge to papermaking pulp |
WO1998023814A1 (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-04 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Production of soft paper products from coarse cellulosic fibers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2802613B1 (en) | 2019-07-24 |
WO2013105040A1 (en) | 2013-07-18 |
EP2802613A1 (en) | 2014-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
D’Acierno et al. | Thermal degradation of cellulose filaments and nanocrystals | |
JP6791281B2 (ja) | 繊維状セルロースの製造方法及び繊維状セルロース | |
Ferreira et al. | Effect of fiber treatments on the sisal fiber properties and fiber–matrix bond in cement based systems | |
Zhao et al. | Reinforcement of all-cellulose nanocomposite films using native cellulose nanofibrils | |
Li et al. | Cellulose nano-whiskers as a reinforcing filler in polyurethanes | |
Jia et al. | Two characteristic cellulose nanocrystals (CNCs) obtained from oxalic acid and sulfuric acid processing | |
Chen et al. | Effect of alkaline pretreatment on the preparation of regenerated lignocellulose fibers from bamboo stem | |
Orasugh et al. | A facile comparative approach towards utilization of waste cotton lint for the synthesis of nano-crystalline cellulose crystals along with acid recovery | |
Li et al. | Fabrication of nano-crystalline cellulose with phosphoric acid and its full application in a modified polyurethane foam | |
US10662257B2 (en) | Cellulose xanthate nanofiber | |
Wang | Cellulose fiber dissolution in sodium hydroxide solution at low temperature: dissolution kinetics and solubility improvement | |
EA024783B1 (ru) | Способ формования анионно-модифицированной целлюлозы | |
CN106192550A (zh) | 一种用再生纤维素辅助制造的透明纸及其制造方法 | |
CN113026420B (zh) | 纤维素耐水纸及其制备方法 | |
Stevulova et al. | Study of thermal analysis of selected cellulose fibres | |
CN113402745B (zh) | 一种高透明高强度的纳米纤维素柔性膜及其制备方法与应用 | |
Yuan et al. | Converting a dilute slurry of hollow tube-like papermaking fibers into dynamic hydrogels | |
Dong et al. | Mechanically strong nanopapers based on lignin containing cellulose micro-and nano-hybrid fibrils: lignin content-fibrils morphology-strengthening mechanism | |
ITTO20120006A1 (it) | Processo per destrutturare una pasta di cellulosa, prodotto ottenuto e utilizzi del prodotto | |
JP2022026834A (ja) | 成形体及び成形体の製造方法 | |
de Souza et al. | Eucalyptus spp. cellulose nanocrystals obtained by acid hydrolysis and ultrasound processing for structural strengthening in paper packaging | |
KR20190117263A (ko) | 나노 셀룰로오스의 제조방법 | |
Pourjafar et al. | Fiber fines for fabricating Lignocellulose Films and the effect of lignin | |
EP4029983A1 (en) | Sulfonated cellulose microfibers and method for producing same | |
JP6977798B2 (ja) | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 |