RU2227146C2 - Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы - Google Patents
Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2227146C2 RU2227146C2 RU2002108306/04A RU2002108306A RU2227146C2 RU 2227146 C2 RU2227146 C2 RU 2227146C2 RU 2002108306/04 A RU2002108306/04 A RU 2002108306/04A RU 2002108306 A RU2002108306 A RU 2002108306A RU 2227146 C2 RU2227146 C2 RU 2227146C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- preparing
- potassium salt
- cellulose
- solution
- ethanol
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к синтезу водорастворимых производных целлюлозы, в частности к способам получения солей карбоксиметилцеллюлозы, которые находят применение в нефтегазоразведывающей и нефтегазодобывающей отраслях промышленности, в производстве фармацевтических и косметических средств, а также в текстильной, пищевой и бумажной промышленности. Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы включает взаимодействие мерсеризованной водным 35%-ным раствором гидроксида калия сульфатной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой в среде органической жидкости, состоящей из смеси бензола или толуола с этанолом или изопропанолом в массовом соотношении их (60:50)-(40:50). Изобретение позволяет получить полимер, обладающий хорошими загущающими и противофильтрационными свойствами, совмещающийся не только с 4 катионами щелочных металлов, но и с катионами кальция и магния. 2 табл.
Description
Изобретение относится к синтезу водорастворимых производных целлюлозы, в частности к способам получения солей карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), которые находят применение в нефтегазоразведывающей и нефтегазодобывающей отраслях народного хозяйства, в производстве фармацевтических и косметических средств, а также в текстильной, пищевой и бумажной промышленности.
Известны способы получения натриевой соли КМЦ, заключающиеся в твердофазном взаимодействии мерсеризованной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой (МХУК) или ее натриевой солью [Жигач К.Ф., Финкельштейн М.З., Могилевский Е.М., Тимохин И.М. Водо- и щелочерастворимые эфиры целлюлозы. // Химическая наука и промышленность. - 1959, т.44, N 6. - С.718-725; RU 2106360 C1, 1998; RU 2118638 C1, 10.09.1998; RU 2128188 C1, 27.03.1999; RU 2155191 C1, 27.08.2000]. Однако в соответствии с указанными техническими решениями получают полимеры, загрязненные на 50% побочными продуктами реакции (хлорид, карбонат, гликолят натрия). Кроме того, для осуществления твердофазного способа необходим высокий расход основного и довольно дорогого реагента - МХУК.
Близким к заявляемому способу является техническое решение по изобретению [SU 1691363, А, 15.11.1991], согласно которому целлюлозу, гидроксид натрия, МХУК или ее натриевую соль смешивают в двухшнековом реакторе, но для снижения расхода этерифицирующего агента (МХУК или ее натриевой соли) смешивание компонентов проводят в присутствии алканола (от С2 до С4), который берут в количестве 0,16...1,2 мас.ч. на 1 мас.ч. сухой целлюлозы.
Недостатки данного способа состоят в следующем:
- неравномерность распределения карбоксиметильных групп вдоль ангидроглюкозных цепей целлюлозы и вследствие этого низкая резистентность молекул натриевой соли КМЦ к ионам поливалентных металлов, в частности к катионам кальция и магния;
- загрязненность натриевой соли КМЦ ионами натрия, которые в ряду наиболее распространенных катионов щелочных и щелочноземельных металлов (Ма+, К+, Са2+, Мg2+) обладают самой высокой гидратирующей способностью по отношению к глинистым минералам, что совершенно неприемлемо в тех случаях, когда соль КМЦ используют в качестве загущающего компонента буровых растворов, предназначенных для вскрытия продуктивных заглинизованных песчаников, особо чувствительных к присутствию в фильтрате бурового раствора катионов натрия и значительно снижающих после контакта с ними свои фильтрационные свойства [Omar A.E. Effect of brine composition and clay content on the permeability of sandstone cores. J. Petrol Sci. and Eng. - 1990, № 4, p.245-256].
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является патент GB 1110547, опубл. 19.09.1965. В данном патенте описывается способ получения щелочных солей КМЦ. Способ включает в себя взаимодействие мерсеризованной водным раствором гидроксида щелочного металла целлюлозы с монохлоруксусной и дихлоруксусной кислотами. Взаимодействие алкалицеллюлозы с монохлоруксусной и дихлоруксусной кислотами осуществляют в среде органической жидкости. Органическая жидкость состоит из смеси бензола (толуола) с этанолом (изопропанолом) при массовом соотношении 57:43.
Недостатком способа-прототипа является то, что при его осуществлении получают соль КМЦ, загрязненную нерастворимым в воде сшитым продуктом, образующимся в процессе этерификации вследствие бифункциональности дихлоруксусной кислоты.
Для достижения технического результата в способе получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы, включающем взаимодействие мерсеризованной водным раствором гидроксида щелочного металла сульфатной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой в среде органической жидкости, состоящей из смеси бензола или толуола с этанолом или изопропанолом, осуществляют мерсеризацию сульфатной целлюлозы водным 35%-ным раствором гидроксида калия и используют в качестве органической жидкости смесь бензола или толуола с этанолом или изопропанолом в массовом соотношении их (60:50)-(40:50).
Пример 1.
10 г сульфатной целлюлозы (производство Байкальского ЦБК, содержание целлюлозы 92,1% измельчают, помещают в лабораторный реактор, оборудованный перемешивающим и термостатирующим устройствами. К целлюлозе добавляют 170 г (200 мл) органической жидкости, состоящей из смеси арена и алканола, и 34 г (25 мл) 35%-ного водного раствора гидроксида калия. Суспензию интенсивно перемешивают при комнатной температуре 0,2 часа. В течение этого времени происходит мерсеризация целлюлозы гидроксидом калия. Затем в реактор вводят в порошкообразном виде 12 г МХУК и 12 г (9 мл) 35%-ного раствора гидроксида калия. Далее при интенсивном перемешивании реакционную смесь выдерживают при температуре 50-55°С в течение 1,5-2 часов. Охлаждают, переносят содержимое реактора в воронку Бюхнера с двойным бумажным фильтром и отсасывают водно-органическую жидкость с помощью вакуумного насоса. Продукт реакции сушат струей воздуха до исчезновения запаха органических растворителей, а фильтрат подвергают ректификации для повторного использования.
При определении степени полимеризации используют очищенную калиевую соль КМЦ, получаемую следующим образом: к раствору 1,0 г калиевой соли КМЦ в 50 мл дистиллированной воды добавляют избыток 6 Н раствора уксусной кислоты (по фенолфталеину). Избыток кислоты нейтрализуют 1,5 Н раствором КОН. Полученный раствор фильтруют сквозь стеклянный фильтр N 2 под вакуумом. К отфильтрованному раствору добавляют 250 мл 96%-ного этанола. Осадок калиевой соли КМЦ переносят на воронку Бюхнера, жидкость отсасывают с помощью вакуума. Осадок на воронке дважды промывают 50 мл 80%-ного этанола и один раз 50 мл 96%-ного этанола. Полученную калиевую соль КМЦ сушат при 65-75°С до постоянной массы. Образец 4 после такой очистки имел следующий элементный состав, мас.%: С - 37,67; Н - 5,49; Сl - 1,24; К - 7,16.
Степень полимеризации определяют по методике, содержащейся в технических условиях [ТУ 6-55-40-90. Натрий-карбоксиметилцеллюлоза техническая. Технические условия. Владимир, 1990].
Проведение испытания.
Степень полимеризации соли КМЦ определяют измерением относительной вязкости раствора, содержащего 2 г испытуемого продукта в 1 л раствора едкого натра с молярной концентрацией 1,5 моль/л. Для этого навеску чистого полимера массой 0,025...0,050 г в конической колбе вместимостью 50 см3 заливают требуемым количеством раствора едкого натра, затем помещают на механическую качалку и взбалтывают в течение 3 часов. При наличии в растворе нерастворившихся частиц последние отделяют центрифугированием или фильтрованием сквозь воронку со стеклянным пористым фильтром ВФ-1-40; отмывают от щелочи дистиллированной водой и сушат до постоянной массы. Массу нерастворившихся частиц вычитают из массы взятой навески.
Приготовленным раствором заполняют вискозиметр типа ВПЖ-2, выдерживают его в термостате в течение 10-15 мин и определяют время истечения раствора при температуре (20,0±0,1)°С.
Аналогично определяют время истечения раствора едкого натра с молярной концентрацией 1,5 моль/л.
Относительную вязкость вычисляют по формуле:
ηотн.=τ1/τ2,
где ηотн. - относительная вязкость;
τ1 - время истечения раствора, с;
τ2 - время истечения растворителя, с.
Когда массовая концентрация раствора полимера равна точно 2 г/л, то по найденному значению относительной вязкости степень полимеризации находят по таблице, приведенной в Технических условиях ТУ 6-55-40-90.
В табл.1 приведены примеры осуществления предлагаемого способа и характеристика полученных образцов калиевой соли КМЦ. Видно, что наиболее оптимальной концентрацией гидроксида калия в мерсеризующем растворе является его массовое содержание, равное 35%. При более низком содержании гидроксида калия снижается растворимость калиевой соли КМЦ, а при более высоком содержании гидроксида калия получается калиевая соль КМЦ с низкой степенью полимеризации.
Табл.2 содержит сведения о свойствах полимерных буровых растворов, приготовленных с использованием образцов, синтезированных по предлагаемому способу. Видно, что полученный полимер обладает хорошими загущающими и противофильтрационными свойствами, совмещается не только с катионами щелочных металлов, но и с катионами кальция и магния, присутствующими в природном рассоле.
Таким образом, в отличие от продуктов, получаемых по способам-аналогам, калиевая соль КМЦ, синтезированная в соответствии с предлагаемым способом изобретения, не содержит катионов натрия, имеет высокую устойчивость по отношению к катионам кальция и магния и не содержит гелиевой фракции.
Claims (1)
- Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы, включающий взаимодействие мерсеризованной водным раствором гидроксида щелочного металла сульфатной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой в среде органической жидкости, состоящей из смеси бензола или толуола с этанолом или изопропанолом, отличающийся тем, что в качестве мерсеризующего агента используют водный 35%-ный раствор гидроксида калия, и используют смесь бензола или толуола с этанолом или изопропанолом в массовом соотношении их 60:50-40:50.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108306/04A RU2227146C2 (ru) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108306/04A RU2227146C2 (ru) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002108306A RU2002108306A (ru) | 2003-10-10 |
RU2227146C2 true RU2227146C2 (ru) | 2004-04-20 |
Family
ID=32465032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002108306/04A RU2227146C2 (ru) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2227146C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106336462A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-01-18 | 重庆力宏精细化工有限公司 | 一种羧甲基纤维素钾的制备方法 |
RU2617765C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-04-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Реакционный аппарат для получения простых эфиров целлюлозы |
-
2002
- 2002-04-01 RU RU2002108306/04A patent/RU2227146C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617765C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-04-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Реакционный аппарат для получения простых эфиров целлюлозы |
CN106336462A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-01-18 | 重庆力宏精细化工有限公司 | 一种羧甲基纤维素钾的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101203615B (zh) | 含有细菌纤维素的制剂以及生产含有有效细菌纤维素的制剂的方法 | |
US20130012696A1 (en) | New high viscosity carboxymethyl cellulose and method of preparation | |
CN104725530A (zh) | O-羧化甲壳素的制备方法 | |
CN103665174B (zh) | 一种改性淀粉及其制备方法和应用以及钻井液 | |
FI95137C (fi) | Menetelmä liukenemisominaisuuksiltaan erinomaisen sulfoetyyliselluloosan valmistamiseksi | |
RU2227146C2 (ru) | Способ получения калиевой соли карбоксиметилцеллюлозы | |
Vogt et al. | Effective esterification of carboxymethyl cellulose in a new non-aqueous swelling system | |
US20070225484A1 (en) | Process for the Isolation and Stabilization of Low-Molecular Weight Aminoglycans from Waste Egg Shells | |
JPS60204615A (ja) | 安定化水性ゼオライト懸濁液 | |
CN108913201B (zh) | 一种原油破乳剂及其制备方法 | |
CN108865223B (zh) | 一种原油破乳剂及其制备方法 | |
CN107200787B (zh) | 一种咪唑鎓海藻酸盐离子液体及其合成方法 | |
CN112646048A (zh) | 一种苄泽疏水改性瓜尔胶增稠剂及其制备方法和应用 | |
JP5118027B2 (ja) | アミノアルキル基含有グアール誘導体 | |
JPH03188196A (ja) | シリコネートを含有するゼオライト懸濁液 | |
US3740388A (en) | Preparation of carboxyalkyl derivatives of polygalactomannans | |
CN108865227B (zh) | 一种壳聚糖类梳形聚合物原油破乳剂及其制备方法 | |
RU2319710C2 (ru) | Способ получения калиевой соли метилкарбоксиметилцеллюлозы | |
CN108998074B (zh) | 一种聚乙二醇单甲醚接枝的烷基化羧烷基壳聚糖类原油破乳剂及其制备方法 | |
JP4441829B2 (ja) | キチン誘導体の製造法 | |
CN108998075B (zh) | 一种聚乙二醇单甲醚接枝的n-酰化羧烷基壳聚糖类原油破乳剂及其制备方法 | |
CN108865233B (zh) | 一种新型原油破乳剂及其制备方法 | |
CN108865235B (zh) | 一种改性壳聚糖类原油破乳剂及其制备方法 | |
CN100516089C (zh) | 一种几丁聚糖脂复合物的制造方法 | |
CN108865222B (zh) | 一种多支化型原油破乳剂及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050402 |