RU2090683C1 - Способ получения концентрированного раствора целлюлозы - Google Patents
Способ получения концентрированного раствора целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090683C1 RU2090683C1 RU93052951A RU93052951A RU2090683C1 RU 2090683 C1 RU2090683 C1 RU 2090683C1 RU 93052951 A RU93052951 A RU 93052951A RU 93052951 A RU93052951 A RU 93052951A RU 2090683 C1 RU2090683 C1 RU 2090683C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- solid
- alkali
- solution
- aqueous
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения концентрированных растворов целлюлозы, пригодных для формирования пленок, волокон. Сущность изобретения состоит в том, что целлюлозу перед растворением подвергают твердофазной активации в условиях напряжения сдвига и давления. В качестве растворителя используют водный раствор щелочи при пониженной температуре. Предварительную твердофазную активацию целлюлозы проводят в присутствии твердой щелочи и добавок в условиях, обеспечивающих степень полимеризации целлюлозы в водном растворе щелочи не ниже 300. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области получения концентрированных растворов целлюлозы, пригодных для формования пленок, волокон и пр.
Проводились работы по поиску путей и способов непосредственного получения растворов целлюлозы в растворителях, в том числе в водных растворах едкого натрия.
В растворах щелочи целлюлоза может набухать или частично растворяться, взаимодействуя со щелочью и образуя высокомолекулярные соединения включения и алкоголяты целлюлозы. Согласно существующим представлениям растворимость целлюлозы в щелочи существенно зависит от степени полимеризации целлюлозы, степени ее кристалличности, концентрации щелочи и t растворения. Повысить растворимость целлюлозы можно за счет снижения меж- и внутримолекулярного взаимодействия целлюлозы, т.е. путем активации целлюлозы.
Известен способ растворения целлюлозы в водном растворе щелочи в присутствии карбамида при пониженной температуре.
Известен способ, в котором для повышения растворимости и реакционной способности целлюлозы ее обрабатывают за ≅ 15 с ≥ 1 ферментом (амилаза, целлюлоза) при его концентрации ≥0,5% при 40 60oC и pH 3 7. Затем растворяют целлюлозу в щелочи. Получают 3% раствор целлюлозы, содержащий 2000 нерастворимых частиц ⌀ 10 мкм на 0,2 л раствора.
Известен также способ, когда растворимую в щелочи целлюлозу получают в результате кислотного или щелочного гидролиза с последующей обработкой водным раствором протеазы в течение 5' при pH 2 10,5, температуре 20 70oC и концентрации протеазы 0,1% от целлюлозы. Растворение проводят в суспензии, в которой целлюлоза подвергается ферментативной обработке, путем введения в эту суспензию водно-щелочного раствора. Исходную целлюлозу перед использованием подвергают размолу механическим путем, взрыву или экструдированию при повышенных температурах [2]
Наиболее близким техническим решением является способ получения раствора целлюлозы, в котором для активации целлюлозы используют паровой взрыв. Смесь, состоящую из 100 в.ч. целлюлозы и 10 1000 в.ч. раствора реагента, способствующего разрыву водородных связей, выдерживают при 100 350oС и давлении 10 250 атм. Затем давление сбрасывают до атмосферного. В таких условиях происходит интенсивный разрыв водородных связей. Полученную целлюлозу смешивают с водным раствором NaOH, температура которого < 50oC. Смесь перемешивают при температуре ≅ 10oC до растворения целлюлозы.
Наиболее близким техническим решением является способ получения раствора целлюлозы, в котором для активации целлюлозы используют паровой взрыв. Смесь, состоящую из 100 в.ч. целлюлозы и 10 1000 в.ч. раствора реагента, способствующего разрыву водородных связей, выдерживают при 100 350oС и давлении 10 250 атм. Затем давление сбрасывают до атмосферного. В таких условиях происходит интенсивный разрыв водородных связей. Полученную целлюлозу смешивают с водным раствором NaOH, температура которого < 50oC. Смесь перемешивают при температуре ≅ 10oC до растворения целлюлозы.
Недостатками этого способа являются сложные условия проведения процесса, требующие присутствия пара и оборудования, работающего под давлением, большой расход тепла. При этом происходит значительная деструкция целлюлозы, что влечет за собой снижение физико-механических свойств готовой продукции.
Целью изобретения является получение экологически чистого процесса растворения целлюлозы наиболее простым, сравнительно дешевым способом, обеспечивающим достаточно высокие значения концентрации и степени полимеризации целлюлозы в растворе.
Поставленная цель достигается тем, что предварительную твердофазную активацию целлюлозы проводят в присутствии твердой щелочи и добавок в условиях, обеспечивающих существенное уменьшение деструкций целлюлозы, а окончательное растворение проводят в водном растворе щелочи. При этом степень полимеризации целлюлозы в растворе не ниже 300, а соотношение целлюлозы и щелочи в смеси при твердофазной активации составляет от 5:1 до 1:5 и в качестве добавок используют, например, карбамид, окись цинка, N-метилморфолиноксид и т.п.
В отличие от известных способов получения щелочных растворов целлюлозы в предлагаемом способе активация целлюлозы проводится в следующих условиях: предварительно измельченная воздушно-сухая целлюлоза смешивается с твердым NaOH в шнековом смесителе. При этом варьируются такие параметры, как сдвиговое напряжение и давление в шнеке, марка целлюлозы, ее степень полимеризации, соотношение компонентов в смеси, добавки, способствующие растворению, - карбамид, полиэтиленгликоль, окись цинка, роданид натрия, сульфат меди N-метилморфолиноксид, пирогаллол, поливиниловый спирт, амины и этиленгликоли.
Эксперименты проводились с использованием измельченной древесины Братской целлюлозы, со средней степенью полимеризации 650 и немецкой BZNC с СП 310.
Некоторые образцы целлюлозы предварительно активировали замачиванием в воде, затем подсушивали с NaOH в соотношении 1:1. Полученную смесь загружали в шнековый аппарат, в котором целлюлоза растворялась со щелочью при сдвиговом напряжении 0,3 3 H/мм2 и давлении 0,2 50 МПа. В этой операции предполагалось активирование целлюлозы за счет взаимодействия целлюлозы с твердым NaOH с образованием продукта, растворимого в водно-щелочном растворе. Действительно, благодаря такому способу активации достигается достаточно высокая степень растворимости целлюлозы в водном растворе NaOH, однако получить полностью растворимый продукт в опробованных условиях не удалось.
Для увеличения растворимости активированной вышеуказанным способом целлюлозы были использованы различные условия растворения. Температурный режим растворения изменяли в широком интервале. Наиболее высокая степень растворимости целлюлозы наблюдается при пониженной температуре.
Растворение щелочной целлюлозы проводили в воде и в растворах NaOH с концентрацией до 8%
Пример 1.
Пример 1.
Предварительно измельченную целлюлозу (порошок) со степенью полимеризации (с.п.), равной 650, и добавкой 35% карбамида смешивают с твердой щелочью (NaOH) в соотношении 2/1 и загружают в двухшнековый экструдер, где смесь подвергают воздействию напряжения сдвига 3,0 Н/мм2 и давления 450 МПа при скорости вращения шнеков 80 100 об/мин. Далее 3 вес. ч. смеси целлюлозы с NaOH и карбамидом растворяют в 17 вес. ч. 5%-ного раствора NaOH при температуре 5oC. Свежеприготовленный раствор целлюлозы концентрации 8,5% относительно прозрачен (коэффициент пропускания при λ = 640 нм и толщине кюветы 0,1 см равен 24%), текуч и пригоден для формования пленок.
Пример 2.
Поступают, как описано в примере 1, с той разницей, что в твердом состоянии смешивают целлюлозу с NaOH в соотношении 1/1, и содержание карбамида в смеси составляет 10% При этом концентрация раствора по целлюлозе равна 6,5 вес. с.п. целлюлозы в растворе 340, прозрачность раствора по коэффициенту пропускания 21,7%
Пример 3.
Пример 3.
Поступают аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что в твердой фазе смешивают целлюлозу, содержащую 10% карбамида, со щелочью в соотношении 5/1 и готовят раствор 8%-ной концентрации по целлюлозе. Степень полимеризации целлюлозы равна 400. Раствор имеет пастообразную консистенцию с прозрачностью (по коэффициенту пропускания) 9,2%
Пример 4.
Пример 4.
Активация целлюлозы проводится как в примере 2, с той лишь разницей, что используют немецкую целлюлозу с с.п. 310, а в растворе она имеет с.п. 260. Полученный раствор, содержащий 7,3 вес. целлюлозы, имеет прозрачность 27,3% (по коэффициенту пропускания).
Пример 5.
Целлюлозу замачивают в воде и выдерживают при комнатной температуре в течение 1 сут. затем отжимают на центрифуге до содержания влаги в целлюлозе, соответствующего ее равновесной степени набухания, такую набухшую целлюлозу смешивают с твердой щелочью в соотношении 3/1 и пропускают через двухшнековый экструдер. Полученную смесь растворяют в водном растворе едкого натра при t 5oC и с добавкой карбамида в количестве 20% от веса целлюлозы. Получают раствор, содержащий 6,8 вес. целлюлозы, раствор имеет относительно высокую прочность 25,4% но при этом степень полимеризации целлюлозы падает от 650 до 200 и менее.
Для повышения растворимости целлюлозы вводили в систему целлюлоза - твердый NaOH ряд веществ. В табл. 1 приведены характеристики полученных растворов целлюлозы в водной щелочи.
Как видно из табл.1, наибольший эффект одновременного повышения растворимости и высокого значения СП целлюлозы наблюдается при добавлении карбамида до 35% от веса целлюлозы.
Claims (3)
1. Способ получения концентрированного раствора целлюлозы, заключающийся в том, что целлюлозу перед растворением подвергают твердофазной активации в условиях напряжения сдвига и давления, а в качестве растворителя используют водный раствор щелочи при пониженной температуре, отличающийся тем, что предварительную твердофазную активацию целлюлозы проводят в присутствии твердой щелочи и добавок в условиях, обеспечивающих степень полимеризации целлюлозы в водном растворе щелочи не ниже 300.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при твердофазной активации соотношение целлюлозы и твердой щелочи составляет 1:1.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавок используют, например, карбамид, окись цинка, N-метилморфолиноксид, пирогаллол, роданид аммония и этиленгликоли.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93052951A RU2090683C1 (ru) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Способ получения концентрированного раствора целлюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93052951A RU2090683C1 (ru) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Способ получения концентрированного раствора целлюлозы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93052951A RU93052951A (ru) | 1996-03-20 |
RU2090683C1 true RU2090683C1 (ru) | 1997-09-20 |
Family
ID=20149540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93052951A RU2090683C1 (ru) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Способ получения концентрированного раствора целлюлозы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2090683C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572532C1 (ru) * | 2014-10-06 | 2016-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Способ получения нитратов целлюлозы |
-
1993
- 1993-11-22 RU RU93052951A patent/RU2090683C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент, 4634470, кл. C 08 L 1/00, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572532C1 (ru) * | 2014-10-06 | 2016-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Способ получения нитратов целлюлозы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2040879A (en) | Substantially undegraded deacetylated chitin and process for producing the same | |
US4195175A (en) | Process for the manufacture of chitosan | |
Cuissinat et al. | Swelling and dissolution of cellulose part II: free floating cotton and wood fibres in NaOH–water–additives systems | |
Rathke et al. | Review of chitin and chitosan as fiber and film formers | |
CN106478825B (zh) | 一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法 | |
CN110028682B (zh) | 一种机械球磨预处理甘蔗渣漂白浆制备纤维素基水凝胶的方法 | |
EA000169B1 (ru) | Способ активации полисахаридов, получаемые согласно этому способу полисахариды и их применение | |
US20110230655A1 (en) | Process for regenerating or derivatizing cellulose | |
CN106283242B (zh) | 一种纤维素浆粕的活化方法 | |
US4851522A (en) | Process for the preparation of solutions of a ligno-cellulosic material and solutions obtained | |
Batista et al. | A novel, facile technique for deacetylating chitin | |
RU2090683C1 (ru) | Способ получения концентрированного раствора целлюлозы | |
US6281259B1 (en) | Sponge cloth | |
AU699832B2 (en) | Process for producing cellulose derivatives | |
US4177345A (en) | Process for preparing a sulfate ester of a polyhydroxy polymer | |
US6281258B1 (en) | Sponge | |
US4145533A (en) | Method for recycling regenerated cellulose scrap | |
US1683682A (en) | Preparation of alkali cellulose and cellulose ethers | |
RU2135517C1 (ru) | Способ карбоксиметилирования лигноуглеводных материалов | |
Robinson | Textile recycling via ionic liquids | |
CN100506849C (zh) | 在惰性有机物反应介质中生产氨基甲酸纤维素的方法 | |
RU2118638C1 (ru) | Способ получения карбоксиметилцеллюлозы | |
US4419316A (en) | Process of making films, fibers or other shaped articles consisting of, or containing, polyhydroxy polymers | |
CN1286856C (zh) | 聚丁二酰亚胺交联改性甲壳素材料的制备方法 | |
FI20185627A1 (en) | Derivatization of cellulose |