RU2133755C1 - Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt - Google Patents

Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt Download PDF

Info

Publication number
RU2133755C1
RU2133755C1 RU98121933A RU98121933A RU2133755C1 RU 2133755 C1 RU2133755 C1 RU 2133755C1 RU 98121933 A RU98121933 A RU 98121933A RU 98121933 A RU98121933 A RU 98121933A RU 2133755 C1 RU2133755 C1 RU 2133755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
raw materials
hydrogen peroxide
salt
cellulosic
Prior art date
Application number
RU98121933A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Заболотний
Ю.Ф. Евтушенков
Р.Н. Ярулин
Ф.Ф. Газизов
В.Ю. Смирнов
А.В. Супырев
Д.С. Нусинович
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Корпорация "Авис Уголь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество Корпорация "Авис Уголь" filed Critical Закрытое акционерное общество Корпорация "Авис Уголь"
Priority to RU98121933A priority Critical patent/RU2133755C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2133755C1 publication Critical patent/RU2133755C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: method comprises activation of cellulose vegetable stock by stirring with aqueous alkali solution in the presence of hydrogen peroxide, esterification with chlorosubstituted alkylcarboxylic acid and drying. Stock includes unpurified lint and flax waste and this makes it possible to reduce cost. EFFECT: more efficient preparation method. 3 cl, 15 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии простых эфиров целлюлозы, конкретно - представляет собой способ получения соли карбоксиалкилцеллюлозы или, иными словами, соли простого эфира целлюлозы и оксикарбоновой кислоты формулы
[C6H7O2(OH)3-x(OCnH2n COOMe)x]m,
где x - степень замещения по карбоксиалкильным группам;
n - число атомов углерода в алкильном радикале остатка оксикарбоновой кислоты;
m - степень полимеризации карбоксиалкилцеллюлозы или ее соли;
Me - щелочной металл.
The invention relates to the field of technology of cellulose ethers, in particular, it is a method for producing salts of carboxyalkyl cellulose or, in other words, salts of cellulose ether and hydroxycarboxylic acid of the formula
[C 6 H 7 O 2 (OH) 3-x (OC n H 2n COOMe) x ] m ,
where x is the degree of substitution on carboxyalkyl groups;
n is the number of carbon atoms in the alkyl radical of the oxycarboxylic acid residue;
m is the degree of polymerization of carboxyalkyl cellulose or its salt;
Me is an alkali metal.

В настоящее время наибольшее практическое применение находит натриевая соль простейшего представителя гомологического ряда карбоксиалкилцеллюлоз - карбоксиметилцеллюлозы [C6H7O2(OH)3-x(OCH2 COOMNa)x]m. Натриевая соль крабоксиметилцеллюлозы используется в качестве защитного коллоида для повышения устойчивости глинистых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин, загустителя суспензий и связующего вещества в строительстве, бумажной, текстильной, спичечной, пищевой промышленности, медицине, фармацевтике и производстве синтетических моющих средств (В. М. Никитин. Химия древесины и целлюлозы. М. -Л. : Гослесбумиздат, 1960, с. 325, 326; З.А. Роговин. Химические превращения и модификация целлюлозы. М., Химия, 1967, с. 83-87; Химия и технология производства целлюлозы. Под ред. З.А. Роговина. Верхне-Волжское книжное издательство, 1964, с. 119-120, 133-140).Currently, the most practical application is found in the sodium salt of the simplest representative of the homologous series of carboxyalkyl celluloses - carboxymethyl cellulose [C 6 H 7 O 2 (OH) 3-x (OCH 2 COOMNa) x ] m . The sodium salt of craboxymethyl cellulose is used as a protective colloid to increase the stability of clay solutions when drilling oil and gas wells, a thickener for suspensions and binders in the construction, paper, textile, match, food industry, medicine, pharmaceuticals and the production of synthetic detergents (V.M. Nikitin, Chemistry of Wood and Cellulose, M.-L.: Goslesbumizdat, 1960, p. 325, 326; Z. A. Rogovin, Chemical Transformations and Modification of Cellulose, M., Chemistry, 1967, pp. 83-87; Chemistry and production technology pulp production, edited by ZA Rogovin, Upper Volga Book Publishing House, 1964, pp. 119-120, 133-140).

Известны способы получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы с использованием в качестве исходных материалов целлюлозы, гидроксида натрия и монохлоруксусной кислоты или монохлорацетата натрия, включающие в себя следующие стадии:
- активацию целлюлозы гидроксидом натрия;
- этерификацию активированной целлюлозы монохлоруксусной кислотой или монохлорацетатом натрия;
- удаление из продукта избытка воды путем сушки (Химия и технология производных целлюлозы. Под ред. З.А. Роговина. Верхне-Волжское книжное издательство, 1964, с. 115, 125-131).
Known methods for producing the sodium salt of carboxymethyl cellulose using cellulose, sodium hydroxide and monochloracetic acid or sodium monochloracetate as starting materials, comprising the following steps:
- activation of cellulose with sodium hydroxide;
- esterification of activated cellulose with monochloracetic acid or sodium monochloracetate;
- removal of excess water from the product by drying (Chemistry and technology of cellulose derivatives. Edited by ZA Rogovin. Upper Volga Book Publishing House, 1964, p. 115, 125-131).

Согласно способу (пат. N 2001040 России, МКИ C 08 B 11/12, заявл. 4.02.91 г., опубл. 15.10.93 г.) натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы получают путем последовательных операций активации целлюлозы гидроксидом натрия в водно-органическом растворителе и добавления монохлоруксусной кислоты (МХУК) при дробном введении реагентов, причем гидроксид натрия при втором и последнем добавлениях вводят в твердом виде до мольного соотношения гидроксид натрия-целлюлоза (1-2):1 в предварительно охлажденную до 25-35oC реакционную смесь, а монохлоруксусную кислоту вводят в виде раствора в органическом растворителе до мольных соотношений гидроксид натрия - МХУК на первой стадии 2,1:1, а на второй и последующих - 2:1.According to the method (US Pat. No. 2001040 of Russia, MKI C 08 B 11/12, decl. 4.02.91, publ. 15.10.93), the sodium salt of carboxymethyl cellulose is obtained by successive operations of activating cellulose with sodium hydroxide in an aqueous organic solvent and addition of monochloracetic acid (MCA) during fractional introduction of reagents, moreover, sodium hydroxide in the second and last additions is introduced in solid form to a molar ratio of sodium hydroxide-cellulose (1-2): 1 in the reaction mixture pre-cooled to 25-35 o C, and monochloracetic acid is introduced into the form e solution in an organic solvent to a molar ratio of sodium hydroxide - MHUK in the first stage of 2.1: 1, and in the second and subsequent 2: 1.

В способе (пат. Великобритании N 1131251, МКИ C 08 B 11/12, заявл. 29.09.65 г., опубл. 23.10.68 г.) соль карбоксиметилцеллюлозы получают путем этерификации щелочной целлюлозы в двухфазной жидкой системе, содержащей водорастворимый алифатический спирт, причем одна фаза содержит водный раствор спирта, а другая - раствор спирта в инертном растворителе, и полученная карбоксиметилцеллюлоза обрабатывается далее отбеливающим агентом с целью снижения вязкости карбоксиметилцеллюлозы и повышения ее белизны. В качестве отбеливающего агента в способе (пат. Великобритании N 1131251) используют перекись водорода, пербораты, периодаты или гипохлориты щелочных металлов. In the method (U.S. Pat. No. 1131251, MKI C 08 B 11/12, claimed 29.09.65, publ. 23.10.68), the carboxymethyl cellulose salt is prepared by esterifying alkaline cellulose in a two-phase liquid system containing a water-soluble aliphatic alcohol, moreover, one phase contains an aqueous solution of alcohol, and the other contains a solution of alcohol in an inert solvent, and the resulting carboxymethyl cellulose is further treated with a bleaching agent in order to reduce the viscosity of carboxymethyl cellulose and increase its whiteness. As the bleaching agent in the method (US Pat. UK N 1131251) using hydrogen peroxide, perborates, periodates or hypochlorites of alkali metals.

Недостатки данных способов связаны с использованием дорогостоящих органических растворителей, безвозвратными потерями их и затратами на улов паров растворителей при сушке соли карбоксиметилцеллюлозы. The disadvantages of these methods are associated with the use of expensive organic solvents, their irretrievable losses and the cost of catching solvent vapors during drying of the carboxymethyl cellulose salt.

Известен реализуемый в промышленном масштабе способ получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, согласно которому целлюлозу активируют перемешиванием с раствором гидроксида натрия, полученную активированную целлюлозу перемешивают с монохлорацетатом натрия до завершения реакции этерификации, после чего продукт (натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы) высушивают в токе горячего воздуха (В.Я. Бытенский, Е.П. Кузнецова. Производство эфиров целлюлозы. Л., Химия, 1974 г., см. 166-168). There is a known industrial-scale method for producing sodium salt of carboxymethyl cellulose, according to which cellulose is activated by stirring with a solution of sodium hydroxide, the resulting activated cellulose is mixed with sodium monochloracetate until the esterification reaction is completed, after which the product (sodium salt of carboxymethyl cellulose) is dried in a stream of hot air (B.I. Bytensky, EP Kuznetsova. Production of cellulose ethers. L., Chemistry, 1974, see 166-168).

Наиболее близким к изобретению является способ получения соли карбоксиметилцеллюлозы (пат. Великобритании N 1108282, МКИ C 08 B 11/10, заявл. 23.04.65 г., опубл. 3.04.68 г.), в котором в качестве целлюлозного материала для синтеза соли карбоксиметилцеллюлозы используют очищенный хлопковый линт (см. страницу 3, строки 40-44 и страницу 7, строку 5 описания патента), то есть очищенную от нецеллюлозных примесей хлопковую целлюлозу, по степени чистоты близкую к отечественной хлопковой целлюлозе (ГОСТ 595) со следующими показателями: содержание восков и жиров - не более 0,1%, содержание золы - 0,1 - 0,2%, содержание лигнина не более 0,1%, а также древесную целлюлозу (страница 2, строки 25-27 описания патента). Closest to the invention is a method of producing a salt of carboxymethyl cellulose (US Pat. UK N 1108282, MKI C 08 B 11/10, decl. 04/23/65, publ. 3.04.68,), in which as a cellulosic material for salt synthesis carboxymethyl cellulose uses purified cotton lint (see page 3, lines 40-44 and page 7, line 5 of the patent description), i.e. cotton cellulose purified from non-cellulosic impurities, similar in purity to domestic cotton cellulose (GOST 595) with the following indicators: the content of waxes and fats - no more than 0 , 1%, ash content - 0.1 - 0.2%, lignin content not more than 0.1%, as well as wood pulp (page 2, lines 25-27 of the patent description).

В способе (патент Великобритании N 1108282) очищенный хлопковый линт или древесную целлюлозу активируют водной щелочью в двухфазной жидкой системе, состоящей из водного раствора спирта в одной фазе и раствора спирта в ароматическом углеводороде в другой фазе, после чего щелочную целлюлозу смешивают с монохлоруксусной кислотой или ее солью. Недостаток этого способа также связан с использованием дорогостоящих органических растворителей. In the method (UK patent N 1108282), purified cotton lint or wood pulp is activated with aqueous alkali in a two-phase liquid system consisting of an aqueous solution of alcohol in one phase and a solution of alcohol in an aromatic hydrocarbon in another phase, after which the alkaline cellulose is mixed with monochloracetic acid or its with salt. The disadvantage of this method is also associated with the use of expensive organic solvents.

Следует отметить, что в известных способах в качестве целлюлозного сырья для производства карбоксиметилцеллюлозы и ее соли используют специально очищенную, свободную от примесей целлюлозу (чаще всего сульфитную, а также сульфатную и очищенный хлопковый линт) (В.Я. Бытенский, Е.П. Кузнецова. Производство эфиров целлюлозы. Л., Химия, 1974 г., с. 161; Химия и технология производных целлюлозы. Под ред. З.А. Роговина. Верхне-Волжское книжное издательство, 1964 г. , с. 18; В.М. Никитин. Химия древесины и целлюлозы. М.-Л.; Гослесбумиздат, 1960, с. 207-215; Л.В. Забелин, А.П. Закощиков, В.К. Постников. Хлопковая целлюлоза. М., ЦНИИНТИ, 1976, с. 119-145; 199-265). It should be noted that in the known methods as cellulose raw materials for the production of carboxymethyl cellulose and its salts, specially purified, impurity-free cellulose (most often sulphite, as well as sulphate and peeled cotton lint) is used (V.Ya. Bytensky, E.P. Kuznetsova Production of cellulose ethers. L., Chemistry, 1974, p. 161; Chemistry and technology of cellulose derivatives. Edited by ZA Rogovin, Upper Volga Book Publishing House, 1964, p. 18; V.M Nikitin, Chemistry of Wood and Cellulose, M.-L .; Goslesbumizdat, 1960, pp. 207-215; L.V. Zabelin, A.P. Zakoshchikov, V.K. Postnikov, Cotton Cellulose, M., Central Scientific Research Institute of Informatics, 1976, pp. 119-145; 199-265).

Техническая задача изобретения - уменьшение затрат, связанных с получением соли карбоксиметилцеллюлозы, за счет использования более дешевого целлюлозосодержащего сырья: неочищенного хлопкового линта или льняных очесов. The technical task of the invention is to reduce the costs associated with obtaining salts of carboxymethyl cellulose, through the use of cheaper cellulose-containing raw materials: raw cotton lint or linen tow.

Основой неочищенного хлопкового линта являются волокна, остающиеся на семенах хлопчатника после снятия текстильных волокон. В состав волокон линта входят целлюлоза (до 94% от массы волокон) и в малых количествах нецеллюлозные вещества (воски и жиры, белковые, водорастворимые и красящие вещества), причем воски и жиры покрывают волокна хлопка снаружи тонким защитным слоем (П. П. Шорыгин. Химия целлюлозы. М., ОНТИ, 1936 г., с. 67). Засоренность линта обусловлена целыми семенами и остатками стеблей хлопчатника, шелухой семян, створками коробочек, причем все эти примеси отличаются от хлопкового волокна гораздо более высоким содержанием нецеллюлозных компонентов (лигнина, белковых и красящих веществ) (Л.В. Забелин и др. Хлопковая целлюлоза, с. 92-107, 189-194). Crude cotton lint is based on fibers remaining on cotton seeds after textile fibers have been removed. Lint fibers include cellulose (up to 94% by weight of fibers) and small amounts of non-cellulosic substances (waxes and fats, proteinaceous, water-soluble and coloring substances), and waxes and fats cover the cotton fibers with a thin protective layer from the outside (P. P. Shorygin Cellulose Chemistry. M., ONTI, 1936, p. 67). Lint infestation is caused by whole seeds and the remains of cotton stalks, seed husks, bunches, and all these impurities differ from cotton fiber in a much higher content of non-cellulosic components (lignin, protein and dye substances) (L.V. Zabelin et al. Cotton cellulose, S. 92-107, 189-194).

Льняные очесы образуются при обработке волокон льна на чесальных машинах и представляют собой покрытые тонким слоем жиров и восков волокна, основным компонентом которых является целлюлоза, с примесью костры, лубяных волокон, сорных трав (Л.А. Бирман, К.Г. Бус, У.Д. Харрисон и др. Отбелка целлюлозы. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1957, с. 198). Flax tow is formed when flax fibers are processed on carding machines and are fibers coated with a thin layer of fats and waxes, the main component of which is cellulose, mixed with fires, bast fibers, weeds (L.A. Birman, K.G. Bus, U .D. Harrison et al. Cellulose bleaching. M.-L.: Goslesbumizdat, 1957, p. 198).

Главными показателями качества, определяющими практическую ценность соли карбоксиалкилцеллюлозы и область ее использования, являются степень замещения по карбоксиальным группам и степень полимеризации (В.Я. Бытенский и др. Производство эфиров целлюлозы, с. 172-174; Натрий карбоксиметилцеллюлоза техническая. Технические условия 6-55-40-90). Например, степень замещения по карбкосиметильным группам, влияющая на такое важное свойство соли карбоксиметилцеллюлозы, как растворимость ее в воде, должна быть не ниже 45. Степенью полимеризации макромолекул карбоксиметилцеллюлозы, нижний предел которой составляет 200, определяется вязкость растворов ее солей. The main quality indicators that determine the practical value of the carboxyalkyl cellulose salt and the field of its use are the degree of substitution for carboxy groups and the degree of polymerization (V.Ya. Bytensky et al. Production of cellulose ethers, pp. 172-174; Technical sodium carboxymethyl cellulose. Technical conditions 6- 55-40-90). For example, the degree of substitution with respect to carboxymethyl groups, affecting such an important property of the carboxymethyl cellulose salt as its solubility in water, should be at least 45. The degree of polymerization of macromolecules of carboxymethyl cellulose, the lower limit of which is 200, determines the viscosity of solutions of its salts.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве целлюлозного сырья в предлагаемом способе используют неочищенный хлопковый линт или льняные очесы, причем при щелочной активации в реакционную массу вводят перекись водорода в количестве не более 0,1 кг перекиси водорода на 1 кг целлюлозного сырья либо целлюлозное сырье перед щелочной активацией последовательно обрабатывают водным раствором, содержащим щелочь (гидроксид натрия или калия) концентрации 0,02-0,3 моль/л при температуре не ниже 75oC и водным раствором, содержащим перекись водорода концентрации 1-8 г/л при температуре не ниже 50oC.The problem is achieved in that as the cellulosic raw materials in the proposed method use unrefined cotton lint or flax tow, and when alkaline activation is introduced into the reaction mass of hydrogen peroxide in an amount of not more than 0.1 kg of hydrogen peroxide per 1 kg of cellulosic raw materials or cellulosic raw materials before alkaline activation is sequentially treated with an aqueous solution containing alkali (sodium or potassium hydroxide) at a concentration of 0.02-0.3 mol / l at a temperature of at least 75 o C and an aqueous solution containing hydrogen peroxide ode concentration of 1-8 g / l at a temperature not lower than 50 o C.

В предлагаемом способе ввод перекиси водорода в реакционную массу при щелочной активации целлюлозного сырья обусловлен необходимостью деструкции жиров и восков, покрывающих волокна неочищенных хлопка и льна и препятствующих эффективной активации целлюлозы щелочью и последующей этерификации щелочной целлюлозы хлорзамещенной алкилкарбоновой кислотой или ее солью. In the proposed method, the introduction of hydrogen peroxide in the reaction mass during alkaline activation of cellulose raw materials is due to the need for destruction of fats and waxes covering the fibers of raw cotton and flax and preventing the effective activation of cellulose with alkali and subsequent esterification of alkaline cellulose with chlorine-substituted alkylcarboxylic acid or its salt.

Задача очистки хлопкового линта и льняных очесов от жиров и восков, покрывающих волокна, в предлагаемом способе решается также путем последовательной обработки целлюлозного сырья водным раствором щелочи концентрации 0,02-0,3 моль/л при температуре не ниже 75oC и водным раствором перекиси водорода концентрации 1-8 г/л при температуре не ниже 50oC. При этом наряду с разрушением жиров и восков, покрывающих волокна, происходят гидролиз и окисление нецеллюлозных составляющих (лигнина, белков и красящих веществ) примесей линта и льняных очесов (целых семян, шелухи семян, створок коробочек, костры, лубяных волокон, остатков стеблей). Образующиеся продукты деструкции нецеллюлозных составляющих переходят в варочный раствор, а целлюлозный продукт после промывки отделяют от избытка воды (например, центрифугированием) и далее последовательно подвергают щелочной активации и этерификации известными приемами.The task of cleaning cotton lint and linen tows from fats and waxes covering the fibers in the proposed method is also solved by sequentially treating cellulosic raw materials with an aqueous alkali solution at a concentration of 0.02-0.3 mol / l at a temperature of at least 75 o C and an aqueous solution of peroxide hydrogen concentration 1-8 g / l at a temperature not lower than 50 o C. In this case, along with the destruction fats and waxes, coating fibers occur non-cellulosic hydrolysis and oxidation of constituents (lignin, proteins and dyes) impurities linter linters and flax (intact seeds, seed husks, flaps bolls, fires, bast fibers, residual stems). The resulting degradation products of non-cellulosic constituents pass into the cooking solution, and the cellulosic product after washing is separated from the excess water (for example, by centrifugation) and then subsequently subjected to alkaline activation and esterification by known methods.

Следует отметить, что ввод перекиси водорода в реакционную массу на стадии щелочной активации целлюлозного продукта целесообразно применять для сырья (неочищенного хлопкового линта, льняных очесов) со сравнительно небольшим содержанием примесей. It should be noted that the introduction of hydrogen peroxide into the reaction mass at the stage of alkaline activation of the cellulosic product is expediently used for raw materials (unpeeled cotton lint, linen flax) with a relatively low content of impurities.

Для целлюлозного сырья с более высоким содержанием примесей становится предпочтительным вариант предлагаемого способа, включающий последовательную обработку сырья растворами щелочи и перекиси водорода, поскольку при этом нецеллюлозные компоненты примесей деструктируются с образованием водорастворимых соединений, благодаря чему содержание полезного вещества - соли карбоксиалкилцеллюлозы - в конечном продукте повышается. For cellulosic raw materials with a higher content of impurities, it becomes preferable that the proposed method involves sequential processing of the raw materials with solutions of alkali and hydrogen peroxide, since the non-cellulosic components of the impurities are decomposed with the formation of water-soluble compounds, due to which the content of the useful substance, the carboxyalkyl cellulose salt, in the final product increases.

Предлагаемый способ иллюстрируется примерами 1-15. The proposed method is illustrated by examples 1-15.

При вводе перекиси водорода в реакционную массу на стадии щелочной активации целлюлозного сырья согласно предлагаемому способу количество перекиси водорода должно составлять не более 0,1 кг на 1 кг сырья. При количестве перекиси водорода более 0,1 кг на 1 кг целлюлозного сырья, наряду с деструкцией жиров и восков, происходит чрезмерная деполимеризация макромолекул целлюлозы, что при последующей этерификации ее приводит к образованию низковязкой карбоксиалкилцеллюлозы, не имеющей практической ценности (примеры 4, 5, 8). When introducing hydrogen peroxide into the reaction mass at the stage of alkaline activation of cellulosic raw materials according to the proposed method, the amount of hydrogen peroxide should be no more than 0.1 kg per 1 kg of raw material. When the amount of hydrogen peroxide is more than 0.1 kg per 1 kg of cellulosic raw materials, along with the destruction of fats and waxes, excessive depolymerization of cellulose macromolecules occurs, which, with subsequent esterification, leads to the formation of low-viscosity carboxyalkyl cellulose, which has no practical value (examples 4, 5, 8 )

Последовательную обработку целлюлозного сырья растворами гидроксида натрия и перекиси водорода следует проводить при концентрации щелочи 0,02-0,3 моль/л и температуре не ниже 75oC и при концентрации перекиси водорода 1-8 г/л и температуре не ниже 50oC.The sequential treatment of cellulose raw materials with solutions of sodium hydroxide and hydrogen peroxide should be carried out at an alkali concentration of 0.02-0.3 mol / l and a temperature of at least 75 o C and at a concentration of hydrogen peroxide of 1-8 g / l and a temperature of at least 50 o C .

При концентрации гидроксида натрия в водном растворе менее 0,02 моль/л и температуре обработки целлюлозного сырья раствором ниже 75oC, при концентрации перекиси водорода в водном растворе менее 1 г/л и температуре обработки этим раствором ниже 50oC деструкция жиров и восков, покрывающих волокна, протекает недостаточно эффективно и получаемая карбоксиалкилцеллюлоза имеет низкую степень замещения (примеры 10, 11). При концентрации гидроксида натрия более 0,3 моль/л и концентрации перекиси водорода более 8 г/л наряду с деструкцией жиров и восков на поверхности волокон, а также нецеллюлозных составляющих примесей сырья происходит чрезмерная деполимеризация макромолекул целлюлозы, что при последующей этерификации ее приводит к образованию низковязкой карбоксилалкилцеллюлозы, не имеющей практической ценности (примеры 12, 13).When the concentration of sodium hydroxide in the aqueous solution is less than 0.02 mol / L and the processing temperature of the cellulosic raw materials with a solution below 75 o C, when the concentration of hydrogen peroxide in the aqueous solution is less than 1 g / L and the temperature of the treatment with this solution below 50 o C, the destruction of fats and waxes coating fibers is not efficient enough and the resulting carboxyalkyl cellulose has a low degree of substitution (examples 10, 11). When the concentration of sodium hydroxide is more than 0.3 mol / l and the concentration of hydrogen peroxide is more than 8 g / l, along with the destruction of fats and waxes on the surface of the fibers, as well as non-cellulosic constituents of the raw material impurities, excessive depolymerization of cellulose macromolecules occurs, which leads to the formation of esterification low viscosity carboxylalkyl cellulose, not having practical value (examples 12, 13).

Для реализации предлагаемого способа можно использовать смеситель с лопастными рабочими органами, например, смеситель Вернера-Пфлейдерера (Л. Венен, Э. Бюрло, А. Лекорше. Производство порохов. М., ОНТИ, 1936 г.) со следующими характеристиками: рабочий объем 500 л, частота вращения горизонтальных лопастей 22-25 об/мин и 10-12 об/мин. To implement the proposed method, you can use a mixer with paddle working bodies, for example, a Werner-Pfleiderer mixer (L. Venen, E. Burlo, A. Lekorshe. Production of gunpowder. M., ONTI, 1936) with the following characteristics: working volume 500 l, the rotation frequency of the horizontal blades is 22-25 rpm and 10-12 rpm.

Пример 1. В смеситель Вернера-Пфлейдерера загрузили 34,5 кг воздушно-сухого неочищенного хлопкового линта (влажность 9 мас.% , содержание жиров и восков 0,74 мас. % , засоренность 2,5 мас.%, в том числе содержание целых семян 0,3 мас.% ). Затем в смеситель залили 68,5 л водного раствора гидроксида натрия концентрации 19,6 мас.% и после перемешивания в течение 15 мин в смеситель залили 2 л пергидроля (водного раствора перекиси водорода концентрации 34 мас. %, то есть 0,76 кг перекиси водорода), после его содержимое смесителя перемешивали в течение 180 мин. Затем в смеситель загрузили 46,0 кг монохлорацетата натрия, и, после перемешивания массы в течение 80 мин, продолжая перемешивание, температуру массы подняли до 70oC путем подачи пара в рубашку смесителя. После 60 мин перемешивания при 70oC массу выгрузили из смесителя и высушили при 110oC в виде слоя высотой 80 мм до содержания влаги 9,5 мас.%. После сушки был получен сыпучий волокнистый серо-коричневый продукт со следующими характеристиками: степень замещения по карбоксиметильным группам 56, степень полимеризации 320.Example 1. The Werner-Pfleiderer mixer was loaded with 34.5 kg of air-dried raw cotton lint (humidity 9 wt.%, Fat and wax content of 0.74 wt.%, Weediness of 2.5 wt.%, Including the content of whole seed 0.3 wt.%). Then 68.5 l of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 19.6 wt.% Was poured into the mixer and after stirring for 15 minutes 2 l of perhydrol was poured into the mixer (an aqueous solution of hydrogen peroxide of a concentration of 34 wt.%, I.e. 0.76 kg of peroxide hydrogen), after its contents the mixer was stirred for 180 minutes. Then, 46.0 kg of sodium monochloracetate was loaded into the mixer, and, after stirring the mass for 80 minutes while continuing stirring, the temperature of the mass was raised to 70 ° C. by supplying steam to the mixer jacket. After 60 minutes of stirring at 70 ° C, the mass was unloaded from the mixer and dried at 110 ° C as a layer 80 mm high to a moisture content of 9.5 wt.%. After drying, a loose gray-brown fibrous product was obtained with the following characteristics: degree of substitution for carboxymethyl groups 56, degree of polymerization 320.

В примерах 2 - 6, 8 для реализации предлагаемого способа использовали ту же последовательность операций, что и в примере 1. В примере 7 после загрузки в смеситель 34,5 кг воздушно-сухих льняных очесов в смеситель залили 72,6 л водного раствора гидроксида калия концентрации 25,4 мас.%, после чего использовали ту же последовательность операций, что и в примере 1. Характеристики используемых сырья и реагентов и свойства получаемого при этом продукта приведены в таблице 1. In examples 2 to 6, 8, the same sequence of operations was used to implement the proposed method as in example 1. In example 7, after loading 34.5 kg of air-dried linen tows into a mixer, 72.6 l of an aqueous solution of potassium hydroxide was poured into the mixer concentration of 25.4 wt.%, after which the same sequence of operations was used as in example 1. The characteristics of the raw materials and reagents used and the properties of the product obtained with this are shown in table 1.

В примерах 9 - 15 использовали вариант предлагаемого способа, включающий последовательную обработку целлюлозного сырья растворами щелочи и перекиси водорода. In examples 9 to 15 used a variant of the proposed method, including sequential processing of cellulosic raw materials with solutions of alkali and hydrogen peroxide.

Пример 9. В данном примере в качестве целлюлозного сырья использовали неочищенный хлопковый линт со следующими характеристиками: влажность 9 мас. %, содержание жиров и восков 1,4 мас.%, засоренность 11,5 мас.%, в том числе содержание целых семян 6,5 мас%. В водный раствор гидроксида натрия концентрации 0,1 моль/л загрузили хлопковый линт, полученную суспензию с содержанием твердой фазы 9,5 мас.% нагрели до 98oC и выдержали при этой температуре в течение 8 ч. Затем температуру суспензии целлюлозного продукта понизили до 85oC, ввели пергидроль (водный раствор перекиси водорода концентрации 34 мас. %) до достижения концентрации перекиси водорода в водном растворе 4 г/л и выдержали суспензию при 85oC в течение 6 ч. Далее с целлюлозного продукта слили варочный раствор, продукт промыли путем орошения водой, отжали в центрифуге до влажности 55,5 мас.% и загрузили в смеситель Вернера-Пфлейдерера 70,5 кг этого продукта (то есть 34,5 кг в пересчете на целлюлозный продукт с влажностью 9 мас. %). Затем в смеситель залили 33,6 л водного раствора гидроксида натрия концентрации 36,1 мас.%, после перемешивания массы в течение 180 мин в смеситель загрузили 46,0 кг монохлорацетата натрия и после перемешивания массы в течение 80 мин, продолжая перемешивание, температуру массы повысили до 70oC путем подачи пара в рубашку смесителя. После 60 мин перемешивания при 70oC массу из смесителя выгрузили и высушили, как в примере 1. После сушки был получен сыпучий волокнистый белый продукт со следующими характеристиками: степень замещения по карбоксиметильным группам 72, степень полимеризации 420.Example 9. In this example, as a cellulosic raw material used crude cotton lint with the following characteristics: humidity 9 wt. %, the content of fats and waxes 1.4 wt.%, weediness 11.5 wt.%, including the content of whole seeds 6.5 wt.%. Cotton lint was loaded into an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 0.1 mol / L, the resulting suspension with a solids content of 9.5 wt.% Was heated to 98 ° C and held at this temperature for 8 hours. Then, the temperature of the suspension of the cellulosic product was lowered to 85 o C, perhydrol was introduced (an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 34 wt.%) Until the concentration of hydrogen peroxide in the aqueous solution was 4 g / l and the suspension was kept at 85 o C for 6 hours. Next, the cooking solution was drained from the cellulosic product, the product washed by irrigation , Pressed in a centrifuge to a moisture content of 55.5 wt.%, And was loaded into a Werner & Pfleiderer mixer, 70.5 kg of the product (i.e., 34.5 kg based on cellulosic product with a moisture content 9 wt.%). Then, 33.6 l of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 36.1 wt.% Was poured into the mixer, after stirring the mass for 180 minutes, 46.0 kg of sodium monochloracetate was loaded into the mixer and after stirring the mass for 80 minutes, stirring continued, the temperature of the mass raised to 70 o C by feeding steam into the jacket of the mixer. After 60 minutes of stirring at 70 ° C, the mass was unloaded from the mixer and dried, as in Example 1. After drying, a loose fibrous white product was obtained with the following characteristics: degree of substitution for carboxymethyl groups 72, degree of polymerization 420.

В примерах 10-13, 15 для реализации предлагаемого способа использовали ту же последовательность операций, что и в примере 9. В примере 14 после загрузки в смеситель водновлажного целлюлозного продукта, как в примере 9, в смеситель залили 36,1 л водного раствора гидроксида калия концентрации 44 мас. %, после чего использовали ту же последовательность операций, что и в примере 9. Характеристики используемых сырья и реагентов и свойства получаемого продукта приведены в таблице 2. In examples 10-13, 15, the same sequence of operations was used to implement the proposed method as in example 9. In example 14, after loading a humid cellulose product into the mixer, as in example 9, 36.1 l of an aqueous solution of potassium hydroxide were poured into the mixer concentration of 44 wt. %, after which the same sequence of operations was used as in example 9. The characteristics of the raw materials and reagents used and the properties of the resulting product are shown in table 2.

Claims (2)

1. Способ получения соли карбоксиалкилцеллюлозы, включающий активацию целлюлозного растительного сырья перемешиванием его с водным раствором щелочи, этерификацию солью хлорзамещенной алкилкарбоновой кислоты и сушку, отличающийся тем, что в качестве сырья используют неочищенный хлопковый линт или льняные очесы и активацию сырья проводят в присутствии перекиси водорода в количестве не более 0,1 кг перекиси водорода на 1 кг сырья. 1. A method of producing a salt of carboxyalkyl cellulose, including activation of cellulosic plant material by mixing it with an aqueous alkali solution, esterification with a chlorine-substituted alkyl carboxylic acid salt and drying, characterized in that raw cotton linters or linen tows are used as raw materials and the raw materials are activated in the presence of hydrogen peroxide in the amount of not more than 0.1 kg of hydrogen peroxide per 1 kg of raw materials. 2. Способ получения соли карбоксиалкилцеллюлозы, включающий активацию целлюлозного растительного сырья перемешиванием его с водным раствором щелочи, этерификацию солью хлорзамещенной алкилкарбоновой кислоты и сушку, отличающийся тем, что в качестве сырья используют неочищенный хлопковый линт или льняные очесы и перед активацией сырье сначала обрабатывают раствором щелочи концентрации 0,02 - 0,3 моль/л при температуре не ниже 75oC, а затем раствором перекиси водорода концентрации 1 - 8 г/л при температуре не ниже 50oC.2. A method of producing a salt of carboxyalkyl cellulose, including activation of cellulosic plant material by mixing it with an aqueous alkali solution, esterification with a chlorine-substituted alkyl carboxylic acid salt and drying, characterized in that raw cotton lint or linen tows are used as raw materials and the raw materials are first treated with an alkali concentration solution before activation 0.02 - 0.3 mol / l at a temperature of not lower than 75 o C, and then with a solution of hydrogen peroxide concentration of 1 - 8 g / l at a temperature of not lower than 50 o C.
RU98121933A 1998-12-10 1998-12-10 Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt RU2133755C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121933A RU2133755C1 (en) 1998-12-10 1998-12-10 Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121933A RU2133755C1 (en) 1998-12-10 1998-12-10 Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2133755C1 true RU2133755C1 (en) 1999-07-27

Family

ID=20213016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121933A RU2133755C1 (en) 1998-12-10 1998-12-10 Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2133755C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA020941B1 (en) * 2012-07-10 2015-02-27 Сумгаитский Государственный Университет Method for producing activated cellulose

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA020941B1 (en) * 2012-07-10 2015-02-27 Сумгаитский Государственный Университет Method for producing activated cellulose

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2763550C2 (en) Nanocellulose material obtained from tobacco
Sczostak Cotton linters: an alternative cellulosic raw material
JP6702959B2 (en) Processing method for lignocellulosic material
EP1180171A1 (en) Method for producing paper pulp, lignins, sugars and acetic acid by fractionation of lignocellulosic vegetable material in formic/acetic acid medium
CN1183126A (en) Method of producing a pulp of cellulosic material, the pump itself and the use thereof
JP2004503683A (en) Method for producing pulp from corn stalk
JP2004503683A5 (en)
EP3218416A1 (en) Anionic parenchymal cellulose
WO2021001557A1 (en) Extraction method
RU2133755C1 (en) Method of preparing carboxyalkyl cellulose salt
CN103261232B (en) A kind of method of being produced Microcrystalline Cellulose by biomass
US2625474A (en) Acid-alkali process for the preparation of cellulose fibers
RU2203995C1 (en) Method for producing microcrystalline cellulose
CN1412222A (en) Silkworm chrysalis protein decolouring and deodorizing refining process
Sindall The manufacture of paper
GB2591080A (en) Extraction method
RU2796023C1 (en) Method for obtaining fibrous cellulose from short flax fiber
RU2684082C1 (en) Method for producing microcrystalline cellulose
JPH0995815A (en) Production of paper yarn
RU2204567C2 (en) Method for preparing carboxymethylcellulose sodium salt
Behr et al. From Wood to Pulp-Cellulose
EP2527532A1 (en) Method of processing of stalks of fibre crops
US2198706A (en) Refining wood pulp
WO2009145617A2 (en) Method for treating vegetable material with acid as well as products obtained with this method
Zokirova et al. EXTRACTION OF NANOCELLULOSE FROM SECONDARY WASTES OF THE PAPER INDUSTRY