PL163049B1

PL163049B1 - Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy

Info

Publication number: PL163049B1
Application number: PL28448890A
Authority: PL
Inventors: Henryk Struszczyk; Pawel Starostka; Dariusz Wawro; Jolanta Jozwicka; Zofia Wojciechowska; Krystyna Wrzesniewska-Tosik; Alojzy Urbanowski; Jerzy Kedzior; Adam Kowalski
Original assignee: Inst Wlokien Chem
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1994-02-28
Also published as: PL284488A1

Abstract

1.Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy polegający na reakcji celulozy, poddanej ewentualnie ' aktywacji, korzystnie połączonej z degradacją polimeru, z mocznikiem i ogrzewaniu mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 130-17Ó°C, znamienny tym, ze masę celulozową poddaje się działaniu mocznika lub soli mocznika oraz soli organicznych lub nieorganicznych kwasów organicznych, takich jak octan czy mrówczan mocznika, octan sodowy czy wapniowy, mrówczan sodowy czy wapniowy, przy zachowaniu stosunku Wagowego celulozy do mocznika lub soli mocznika od 1:0,1 do 1:2 oraz stosunku wagowym celulozy do soli organicznych lub nieorganicznych w zakresie od 1:0,1 do 1:1, wprowadzanych do struktury celulozy w drodze homogenizacji w czasie 15-1200 minut, korzystnie w temperaturze otoczenia, a następnie otrzymaną mieszaninę fizyczną poddaje się ogrzewaniu w temperaturze 130-170°C w czasie 10-600 minut oraz oczyszczaniu i suszeniu w znany sposób. 2. Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy polegający na reakcji celulozy, poddanej ewentualnie aktywacji, korzystnie połączonej z degradacją polimeru, z mocznikiem, a także na ogrzewaniu mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 130-170°C, znamienny tym, ze masę celulozową o odczynie alkalicznym poddaje się działaniu mocznika, przy stosunku wagowym celulozy do mocznika wynoszącym od 1:0,1 do 1:3,5, oraz kwasu organicznego, takiego jak kwas octowy lub mrówkowy, przy czym na· 100 części wagowych celulozy stosuje się 15-30 części wagow> ch kwasu organicznego, po czym otrzymaną mieszaninę fizyczną homogenizuje się w czasie 10-600 minut, a następnie ogrzewa w temperaturze 130-170°C w czasie 10- 600 minut oraz oczyszcza 1 suszy w znany sposób.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania karbaminianu celulozy.

Znane są z opracowań opublikowanych w czasopismach Textile Research Journal, t. 31, s. 460, 1981 r., Cellulose Chemistry and Technology, t. 12, s. 671, 1978 r. i t. 16, s. 465, 1982 r., Journal of Applied Polymer Science, t. 26, s. 2103,1981 r. oraz z opisów patentowych: Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 134 825, Patentu Europejskiego nr nr 57 105 i 178 292, a także opisów polskich nr nr 150 106, 150 981, 151 598, sposoby wytwarzania karbaminianu celulozy w drodze reakcji celulozy, uprzednio, poddanej działaniu wodorotlenków metali alkalicznych, jak wodorotlenku sodowego lub potasowego, z ewentualnym dodatkiem aktywatora, jak mocznika lub tiomocznika, z mocznikiem, prowadzonej przeważnie w temperaturze 130155°C oraz wielokrotnego przemywania otrzymanego produktu w celu jego oczyszczenia od nieprzereagowanego mocznika i produktów jego rozkładu. Sposoby te wymagają stosowania celulozy o obniżonej wartości średniego stopnia polimeryzacji uzyskiwanej przez degradację tego polimeru prowadzoną w drodze alkalicznego utleniania celulozy otrzymanej w wyniku obróbki celulozy odpowiednimi wodorotlenkami metali alkalicznych.

Tak otrzymany karbaminian celulozy charakteryzuje się obecnością ugrupowań karbaminianowych w pozycji 2 i 3 meru glukozowego, przy jednoczesnej znacznej nierównomięmości podstawienia, co nie zezwala na otrzymanie włókien celulozowych o poprawnych właściwościach fizyko-mechanicznych i użytkowych. Wytworzone z tego rodzaju karbaminianu celulozy roztwory w wodnym roztworze wodorotlenków metali alkalicznych charakteryzują się stabilnością tylko przy niskich stężeniach polimeru rzędu 1-2% lub też wykazują skłonności do szybkiego żelowania, co w konsekwencji nie zezwala na wytwarzanie włókien czy folii nadających się do praktycznego stosowania.

163 049

Znany jest również sposób wytwarzania karbaminianu celulozy, opisany w czasopismach: Kemira News, nr 2, s. 8,1987 r. i Cellulose and Its Derivaties, wydawnictwo Elias Hardword Ltd., Nowy Jork, 1985 r., w monografii Cellulose Structure, Modification and Hydrolysis, wydawnictwo John Willey and Sons Inc., Nowy Jork, 1986 r., w materiałach konferencyjnych 14IFATCC Congress, Tampere, Finlandia, 1987 r. i 23 International Man-made Fibres Congress Dombirn, Austria, 1984 r. oraz w opisach patentowych Finlandii nr 61 033, Wielkiej Brytanii nr 2 164 941, NRD nr nr 201 903 i 214 135 oraz Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 404 369, polegający na tym, że celulozę, w celu obniżenia jej średniego stopnia polimeryzacji, poddaje się działaniu promieniowania radiacyjnego typu beta lub gama, przy dawce wynoszącej 0,5-10 Mrad, do osiągnięcia wartości tego parametru około 400, po czym otrzymaną masę celulozową obrabia się ciekłym amoniakiem z rozpuszczonym w nim mocznikiem dla zwiększenia jej reaktywności i wprowadzenia mocznika do struktury polimeru. Następnie mieszaninę fizyczną celulozy z mocznikiem poddaje się ogrzewaniu w temperaturze powyżej 13O°C.

Znany jest również z opisu patentowego RFN nr 3 508 611 sposób wytwarzania karbaminianu celulozy polegający na reakcji masy celulozowej, uprzednio poddanej degradacji radiacyjnej oraz działaniu ciekłego amoniaku, z biuretem w temperaturze powyżej 170°C.

Z polskiego opisu patentowego nr 159 085 znany jest sposób wytwarzania karbaminianu celulozy w reakcji celulozy, poddanej uprzednio degradacji enzymatycznej za pomocą preparatu enzymatycznego zawierającego glukanazy do osiągnięcia średniego stopnia polimeryzacji w zakresie DP= 300-700, z mocznikiem wprowadzonym w etapie traktowania celulozy ciekłym amoniakiem zawierającym rozpuszczony mocznik w ilości 1-15% wagowych w czasie od 1 minuty do 12 godzin, po czym, po odparowaniu nadmiaru amoniaku, otrzymaną mieszaninę fizyczną z mocznikiem ogrzewa się w czasie 30-600 minut w temperaturze 130-160°C.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-279532 (pub. BUP 24/90) znany jest sposób wytwarzania karbaminianu celulozy w drodze reakcji celulozy z mocznikiem, przy czym celulozę aktywuje się wodnym roztworem amoniaku o stężeniu 20-95% wagowych i napawa mocznikiem w postaci roztworu w 25% wodnym roztworze amoniaku przy równoczesnym przepuszczaniu przez roztwór gazowego amoniaku, po czym usuwa się ze środowiska reakcji nadmiar amoniaku i wody przez odparowanie w temperaturze poniżej 100°C do zawartości wilgoci w celulozie nie wyższej niż 100%, zaś wilgotną mieszaninę celulozy z mocznikiem suszy się do zawartości wilgoci nie wyższej niż 5%, po czym dogrzewa się i oczyszcza.

Z polskiego opisu patentowego nr 160 863 znany jest sposób wytwarzania karbaminianu celulozy w reakcji celulozy z mocznikiem polegający na tym, że masę celulozową, poddaną ewentualnie degradacji do osiągnięcia średniego stopnia polimeryzacji w zakresie 300-700. poddaje się aktywacji za pomocą gazowego amoniaku w czasie 1-3000 minut, po czym wprowadza się do struktury celulozy mocznik w postaci stałej lub roztworu, zaś otrzymaną mieszaninę fizyczną celulozy z mocznikiem poddaje się ogrzewaniu w czasie 1-600 minut w temperaturze 130- 170°C. Sposób ten polega również na tym, że aktywacji gazowym amoniakiem poddaje się mieszaninę fizyczną celulozy i mocznika, po czym dogrzewa się ją w temperaturze 130-170°C.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 160 866 sposób wytwarzania karbaminianu celulozy w reakcji celulozy z mocznikiem polegający na tym, że masę celulozową poddaje się działaniu mocznika, zwłaszcza w postaci wodnego roztworu, w obecności soli kobaltu, jak octanu lub cytrynianu kobaltowego, po czym otrzymaną mieszaninę celulozy z mocznikiem poddaje się aktywacji za pomocą gazowego amoniaku, a następnie ogrzewa się mieszaninę w temperaturze 130-170°C. Odmianą tego sposobu jest aktywacja masy celulozowej za pomocą gazowego amoniaku oraz nasycanie mocznikiem z udziałem soli kobaltowej.

Znane sposoby wytwarzania karbaminianu celulozy, oparte o stosowanie ciekłego amoniaku jako środka aktywującego celulozę wymagają stosowania niskich temperatur rzędu - 35°C oraz skomplikowanych urządzeń ciśnieniowych, co znacznie utrudnia sam proces technologiczny. Nadto stosowanie ciekłego jak i gazowego amoniaku stwarza zagrożenie dla obsługi oraz dla aparatury, przy równoczesnym zwiększeniu kosztów procesu. Znane sposoby wytwarzania karbaminianu celulozy, oparte o aktywację celulozy wodorotlenkami metali alkalicznych, nie zezwalają na utworzenie produktu rozpuszczalnego w dostatecznym stopniu w wodnych roz4

163 049 tworach alkaliów bez zjawiska żelowania, przy nierównomiernym podstawieniu grup karbaminianowych, co w rezultacie nie zezwala na ich wykorzystanie do otrzymywania roztworów przędzalniczych.

Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy w reakcji celulozy, poddanej ewentualnie aktywacji, korzystnie połączonej z degradacją polimeru, z mocznikiem, polega według wynalazku na tym, że masę celulozową poddaje się działaniu mocznika lub soli mocznika oraz soli organicznych lub nieorganicznych kwasów organicznych, takich jak octan czy mrówczan mocznika, octan sodowy czy wapniowy, mrówczan sodowy czy wapniowy przy zachowaniu stosunku wagowego celulozy do mocznika lub soli mocznika od 1:0,1 do 1:2 oraz stosunku wagowym celulozy do soli organicznych lub nieorganicznych w zakresie od 1:0,1 do 1:1, wprowadzanych do struktury celulozy w drodze homogenizacji w czasie 15-1200 minut, korzystnie w temperaturze otoczenia, po czym otrzymaną mieszaninę fizyczną celulozy z mocznikiem lub solami mocznika oraz solami kwasów organicznych poddaje się ogrzewaniu w czasie 10-600 minut w temperaturze 130-170°C, korzystnie 135-150°C, a następnie oczyszcza się w znany sposób wytworzony karbaminian celulozy.

Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy, według wynalazku polega także na tym, że masę celulozową o odczynie alkalicznym poddaje się działaniu mocznika, przy stosunku wagowym celulozy do mocznika wynoszącym od 1:0,1 do 1:3,5, oraz kwasu organicznego, jak kwas octowy czy mrówkowy, przy czym na 100 części wagowych celulozy stosuje się 15-30 części wagowych kwasu organicznego, a następnie otrzymaną mieszaninę fizyczną homogenizuje się w czasie 10-600 minut, po czym poddaje się ogrzewaniu w czasie 10-600 minut w temperaturze 130-170°C oraz oczyszczaniu w znany sposób otrzymanego karbaminianu celulozy.

W sposobie według wynalazku celuloza ulega reakcji z mocznikiem bez konieczności jej aktywacji za pomocą ciekłego lub gazowego amoniaku, co stanowi podstawową zaletę tego sposobu. Tak wytworzony karbaminian celulozy jest przydatny do wytwarzania włókien oraz folii celulozowej i wymaga jedynie stosowania prostych operacji technologicznych, jak: mieszanie, ogrzewanie i oczyszczanie.

W przypadku stosowania celulozy o odczynie alkalicznym w sposobie według wynalazku stosuje się zobojętnianie mieszaniny do pH = 7-8 za pomocą kwasów organicznych tworzących sole sodowe, które w procesie wytwarzania karbaminianu celulozy aktywują polimer zwiększając znacznie jego reaktywność. Podobne zadanie spełniają w sposobie według wynalazku sole organiczne i nieorganiczne kwasów organicznych, które również aktywują celulozę w procesie wytwarzania karbaminianu celulozy. Aktywacja ta umożliwia otrzymanie równomiernego podstawienia celulozy grupami karbaminianowymi, co zapewnia powstawanie produktu tworzącego, przy zawartości 1-3% azotu, w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego roztwory przędzalnicze w pełni przydatne do wytwarzania włókien i folii celulozowych.

Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie prostej, typowej aparatury stosowanej w przemyśle chemicznym, przy równoczesnym zmniejszeniu energochłonności procesu wytwarzania karbaminianu celulozy w stosunku do znanych sposobów, o minimum 50-100%, w wyniku wyeliminowania degradacji celulozy oraz aktywacji gazowym lub ciekłym amoniakiem. Sposób według wynalazku umożliwa także odejście od metody wiskozowej wytwarzania włókien celulozowych wymagającej stosowania dwusiarczku węgla dla otrzymania rozpuszczalnej pochodnej w postaci celulozoksantogenianu sodowego. Zastosowanie tej pochodnej do wytwarzania włókien i folii powoduje powstawanie emisji toksycznych dwusiarczku węgla i siarkowodoru.

Zaletą sposobu według wynalazku jest także możliwość stosowania do procesu wytwarzania karbaminianu celulozy każdej masy celulozowej, degradowanej jak i niedegradowanej i to zarówno w sposobie alkalicznym jak i enzymatycznym.

Karbaminian celulozy wytworzony sposobem według wynalazku odznacza się dobrą rozpuszczalnością w wodnych roztworach wodorotlenku sodowego dając w optymalnych warunkach roztwory przędzalnicze zawierające 5-10% wagowych celulozy przy ich lepkości rzędu 30-80 sekund i stałej fiłtracyjności w zakresie 100-400. Karbaminian celulozy wytworzony sposobem według wynalazku stanowi pochodną celulozy przydatną do formowania włókien i folii, a także gąbek oraz osłonek celulozowych.

163 049

Sposób według wynalazku ilustrują bliżej podane niżej przykłady, nie ograniczając jego zakresu.

Przykład I. 50 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym, o zawartości 36% wagowych alfa-celulozy, 16,5% wagowych wodorotlenku sodowego iDP = 420 wprowadzono do szarpacza i w trakcie jego pracy dodano 25 części wagowych octanu mocznika i 10 części wagowych mocznika. Zawartość szarpacza homogenizowano oraz rozdrabniano w czasie 60 minut w temperaturze 20°C, po czym ogrzewano w temperaturze 138°C w czasie 40 minut. Otrzymany produkt oczyszczono przez wielokrotne przemywanie wodą oraz wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 51,2 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością azotu równą 2,0% wagowych i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1720 cm'¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład Π. 50 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym, o zawartości 36% wagowych alfa-celulozy, 16,6% wagowych wodorotlenku sodowego i DP = 420 wprowadzono do szarpacza i w trakcie jego pracy dodano 25 części wagowych octanu mocznika i 10 części wagowych mocznika, po czym całość homogenizowano oraz rozdrabniano w czasie 60 minut w temperaturze 20°C, a następnie ogrzewano w temperaturze 138°C w czasie 60 minut.Otrzymano 50 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie jasno-szarej, charakteryzującego się zawartością 2,8% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1716 cm\ charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład HI. 50 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym, o zawartości 35,5% wagowych celulozy, 16,7% wagowych wodorotlenku sodowego i &P = 390 wprowadzono do szarpacza, po czym w trakcie jego pracy dodano 50 części wagowych octanu mocznika. Zawartość szarpacza homogenizowano i rozdrabniano w czasie 60 minut w temperaturze otoczenia, po czym ogrzewano mieszaninę w temperaturze 138°C w czasie 40 minut. Otrzymany produkt oczyszczono przez wielokrotne przemywanie wodą oraz wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 52 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 1,7% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1720 cm'1 charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład IV. 50 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym, o właściwościach jak w przykładzie III, poddano analogicznym operacjom jak w przykładzie III z tym, że ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 138°C prowadzono w czasie 80 minut.

Otrzymano 50,0 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 3,3% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1716 cm'¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład V. 50 części wagowych celulozy w odczynie alkalicznym, o zawartości 35,5% wagowych celulozy, 16,7% wagowych wodorotlenku sodowego itDP = 390 wprowadzono do szarpacza, po czym w trakcie jego pracy wprowadzono 25 części wagowych mocznika i homogenizowano zawartość w czasie 15 minut. Następnie dodano 12,5 części objętościowych lodowatego kwasu octowego do uzyskania pH = 7,9 i prowadzono proces homogenizacji oraz rozdrabniania w czasie 45 minut. Otrzymaną mieszaninę ogrzewano w temperaturze 138°C w czasie 80 minut.

Otrzymano 49,8 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 2,5% wagowych azotu oraz dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały

163 049 obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1720 cm'¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład VI. 480 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym zawierającej 33,8% wagowych celulozy, 16,3% wagowych wodorotlenku sodowego i DP = 450 wprowadzono do szarpacza, a następnie dodano do niego 165 części wagowych mocznika i 118 części objętościowych lodowatego kwasu octowego dla uzyskania pH = 7,5. Zawartość szarpacza homogenizowano i rozdrabniano w czasie 60 minut w temperaturze otoczenia, po czym ogrzewano w czasie 70 minut w temperaturze 140°C. Otrzymany produkt oczyszczono przez wielokrotne przemywanie wodą oraz wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 51,2 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, zawierającego 2,6% wagowych azotu i charakteryzującego się dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład VII. Do szarpacza wprowadzono 20 części wagowych celulozy o nazwie handlowej KCBK, nie poddanej procesowi degradacji, o średnim stopniu polimeryzacji DP = 900, po czym dodano 20 części wagowych mocznika i homogenizowano w czasie 15 minut w temperaturze otoczenia. Następnie dodano do szarpacza 5,5 części wagowych octanu sodowego i całość homogenizowano przez dalsze 45 minut. Otrzymaną mieszaninę ogrzewano w temperaturze 135°C w czasie 60 minut, zaś produkt oczyszczono przez wielokrotne przemywanie wodą oraz wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 20 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 2,1% azotu i dostateczną rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1712 cm¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład VIII. Do szarpacza wprowadzono 20 części wagowych celulozy degradowanej za pomocą enzymów, charakteryzującej się średnim stopniem polimeryzacji DP = 398 wraz z 20 częściami wagowymi mocznika, a następnie homogenizowano zawartość szarpacza w czasie 15 minut, po czym wprowadzono do niego 5,4 części wagowych octanu sodowego i homogenizowano przez dalsze 45 minut. Wytworzoną mieszaninę ogrzewano w temperaturze 135°C w czasie 60 minut, natomiast produkt oczyszczono drogą wielokrotnego przemycia wodą oraz wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 19 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 1,7% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1720 cm’¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład IX. Do szarpacza wprowadzono 20 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym^jtawierającą 36% wagowych alfa- celulozy, 16,6% wagowych wodorotlenku sodowego i DP = 420, a także 18 części wagowych mrówczanu mocznika, po czym całość homogenizowano w czasie 60 minut w temperaturze 135°C, zaś wytworzony produkt oczyszczono drogą wielokrotnego przemywania wodą oraz wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 21 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie jasno-szarej, charakteryzującego się zawartością 1,5% azotu i poprawną rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1712 cm'1 charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład X. Do szarpacza wprowadzono 20 części wagowych celulozy KCBK, nie poddanej procesowi degradacji, o średnim stopniu polimeryzacji DP = 900, którą homogenizowano w czasie 15 minut z 8 częściami wagowymi octanu wapniowego, po czym wprowadzono 20 części wagowych mocznika i całość mieszano przez dalsze 45 minut. Uzyskaną mieszaninę ogrzewano w temperaturze 135°C w czasie 60 minut, a następnie przemyto wielokrotnie wodą oraz wysuszono do stałej masy.

163 049

Otrzymano 16,5 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością azotu 1,8% i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1720 cm’¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład XI. Do szarpacza wprowadzono 20 części wagowych celulozy degradowanej za pomocą enzymów, charakteryzującej się średnim stopniem polimeryzacji DP = 398, wraz z 6 częściami wagowymi mrówczanu wapniowego, po czym całość mieszano w czasie 15 minut. Następnie dodano 20 części wagowych mocznika i homogenizowano w czasie 45 minut. Otrzymaną mieszaninę ogrzewano z kolei w temperaturze 135°C w czasie 60 minut, po czym przemyto wielokrotnie wodą i wysuszono do stałej masy.

Otrzymano 19 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 1,6% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1712 cm'1 charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład XII. 20 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym, zawierającego 36% wagowych alfa-celulozy, 16,6% wagowych wodorotlenku sodowego i DP = 420 oraz 20 części wagowych mocznika homogenizowano w szarpaczu w czasie 15 minut, po czym dodano 5 części wagowych mrówczanu sodowego i prowadzono dalszy proces homogenizacji w czasie 45 minut. Uzyskaną mieszaninę ogrzewano w temperaturze 135°Ć w czasie 60 minut, a następnie przemyto wielokrotnie wodą otrzymany produkt i wysuszono go do stałej masy.

Otrzymano 20 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie białej, charakteryzującego się zawartością 2,8% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1720 cm’1 charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

Przykład ΧΠΙ. 50 części wagowych celulozy o odczynie alkalicznym o własnościach jak w przykładzie I wprowadzono do szarpacza wraz ze 170 częściami wagowymi mocznika oraz 120 częściami objętościowymi kwasu mrówkowego. Zawartość szarpacza homogenizowano przez 3 godziny, po czym ogrzewano w temperaturze 145°C w ciągu 30 minut. Otrzymany produkt oczyszczano jak w przykładzie I.

Otrzymano 51,5 części wagowych karbaminianu celulozy o barwie jasno-beżowej, charakteryzującego się zawartością 1,8% wagowych azotu i dobrą rozpuszczalnością w 9% wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Badania spektrofotometryczne w podczerwieni wykazały obecność pasma absorpcyjnego przy liczbie falowej 1716 cm’¹, charakterystycznego dla ugrupowania karbaminianowego.

163 049

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena l^{0 000} z^ł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy polegający na . reakcji celulozy, poddanej ewentualnie aktywacji, korzystnie połączonej z degradacją polimeru, z mocznikiem i ogrzewaniu mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 130-170°C, znamienny tym, że masę celulozową poddaje się działaniu mocznika lub soli mocznika oraz soli organicznych lub nieorganicznych kwasów organicznych, takich jak octan czy mrówczan mocznika, octan sodowy czy wapniowy, mrówczan sodowy czy wapniowy, przy zachowaniu stosunku wagowego celulozy do mocznika lub soli mocznika od 1:0,1 do 1:2 oraz stosunku wagowym celulozy do soli organicznych lub nieorganicznych w zakresie od 1:0,1 do 1:1, wprowadzanych do struktury celulozy w drodze homogenizacji w czasie 15-1200 minut, korzystnie w temperaturze otoczenia, a następnie otrzymaną mieszaninę fizyczną poddaje się ogrzewaniu w temperaturze 130- 170°C w czasie 10-600 minut oraz oczyszczaniu i suszeniu w znany sposób.

2. Sposób wytwarzania karbaminianu celulozy polegający na reakcji celulozy, poddanej ewentualnie aktywacji, korzystnie połączonej z degradacją polimeru, z mocznikiem, a także na ogrzewaniu mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 130-170°C, znamienny tym, że masę celulozową o odczynie alkalicznym poddaje się działaniu mocznika, przy stosunku wagowym celulozy do mocznika wynoszącym od 1:0,1 do 1:3,5, oraz kwasu organicznego, takiego jak kwas octowy lub mrówkowy, przy czym na 100 części wagowych celulozy stosuje się 15-30 części wagowych kwasu organicznego, po czym otrzymaną mieszaninę fizyczną homogenizuje się w czasie 10-600 minut, a następnie ogrzewa w temperaturze 13O-17O°C w czasie 10- 600 minut oraz oczyszcza i suszy w znany sposób.