RU2692388C1 - Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала - Google Patents

Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала Download PDF

Info

Publication number
RU2692388C1
RU2692388C1 RU2018135165A RU2018135165A RU2692388C1 RU 2692388 C1 RU2692388 C1 RU 2692388C1 RU 2018135165 A RU2018135165 A RU 2018135165A RU 2018135165 A RU2018135165 A RU 2018135165A RU 2692388 C1 RU2692388 C1 RU 2692388C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose
solution
product
dye
suspension
Prior art date
Application number
RU2018135165A
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Александрович Тиунов
Андрей Александрович Новиков
Михаил Сергеевич Котелев
Павел Александрович Гущин
Евгений Владимирович Иванов
Дарья Андреевна Петрова
Максим Викторович Горбачевский
Дмитрий Сергеевич Копицын
Владимир Арнольдович Винокуров
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority to RU2018135165A priority Critical patent/RU2692388C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2692388C1 publication Critical patent/RU2692388C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/10Crosslinking of cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • C08F251/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/21Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase
    • C08J3/212Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase and solid additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/28Treatment by wave energy or particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/02Cellulose; Modified cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам получения полимерных материалов на основе целлюлозы путем прививки мономеров под действием ионизирующих излучений и может быть использовано при изготовлении упаковочных материалов, окрашенных синтетических и полусинтетических текстильных материалов. Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала осуществляют путем растворения целлюлозосодержащего сырья в водном растворе щелочи, замораживания полученной однородной суспензии, последующего ее оттаивания, добавления к полученному раствору осадителя, отделения образовавшегося продукта осаждения, диспергирования последнего в среде растворителя, смешения полученной целлюлозосодержащей суспензии с органическим красителем, нанесенным на пористый носитель с трубчатой или стержнеобразной микроструктурой в результате контактирования раствора органического красителя с суспензией пористого носителя и отделения раствора органического красителя, с получением продукта смешения, воздействия на него гамма-облучением при мощности поглощенной дозы от 0,1 до 10 кГр/ч до достижения поглощенной дозы от 90 до 150 кГр и экстрагирования облученного продукта растворителем с выделением целевого продукта и экстракта с направлением последнего на контактирование с пористым носителем. Технический результат заключается в получении радиационно-сшитого полимерного материала с возможностью регулировать эксплуатационные свойства (равномерность окраски, цветность, наличие флуоресценции), а также обладающего повышенной механической прочностью. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения полимерных материалов на основе целлюлозы путем прививки мономеров под действием ионизирующих излучений и может быть использовано в различных отраслях легкой и полиграфической промышленности.
Так, полимерные окрашенные материалы на основе целлюлозы широко используются во многих областях техники: при изготовлении упаковочных материалов, окрашенных синтетических и полусинтетических текстильных материалов.
Применение целлюлозы для изготовления окрашенных полимеров позволяет получать материалы, сочетающие свойства природных полимеров: высокую удельную поверхность, гидрофильные свойства, отсутствие температуры плавления, устойчивость к органическим растворителям, а также свойства синтетических полимеров: стойкость окраски, механическую прочность, пластичность.
Кроме того, материалы, содержащие целлюлозу, обладают свойством биоразлагаемости, поскольку при попадании в природную среду целлюлозные цепи подвергаются быстрому расщеплению под действием микроорганизмов, структура полимерного материала нарушается, увеличивается газопроницаемость и удельная поверхность, после чего материал достаточно быстро разлагается под действием естественных факторов.
Известен ряд способов получения полимерных окрашенных материалов на основе целлюлозы.
В частности, в патенте CN 107119470, 2017 описан способ получения окрашенной наноразмерной целлюлозы путем химической прививки красителей. Процесс проводят при нагревании в водной среде с добавлением сильного основания и слабой кислоты.
Недостатками описанного способа являются сложность технологии вследствие необходимости длительной очистки продукта от непрореагировавшего красителя путем многократного центрифугирования, а также ограниченность применения способа использованием только наноразмерной целлюлозы, получение которой сопряжено с высокими затратами энергии. Кроме этого, окрашивание проходит при повышенной температуре, что требует дополнительных затрат энергии и приводит к снижению эффективности способа.
Известен способ получения равномерно окрашенной переосажденной целлюлозы без использования протравных солей, описанный в патенте CN 104532408, 2015, в котором целлюлозное волокно последовательно подвергают замачиванию, отжиму, измельчению, растворению, фильтрованию, очистке от пены, прядению, финишной обработке и сушке. На стадии растворения или прядения к целлюлозе добавляют модификатор (аминирующий агент или смесь аминирующих агентов).
Недостатками описанного способа являются сложность технологии вследствие необходимости предварительной химический модификации целлюлозного волокна, что связано с дополнительным расходом модифицирующих реагентов, а также растворителей, и ограниченность применения способа использованием только красителей, обладающих химическим сродством к используемым модификаторам. Кроме этого, процесс включает стадии механической и тепловой обработки целлюлозного материала и готового продукта, что связано с дополнительными затратами энергии и приводит к снижению эффективности способа.
В способе получения окрашенного целлюлозного материала, описанного в патенте JPH 05140879, 1993, к целлюлозе при повышенной температуре в водной или спиртовой среде прививают азотсодержащий мономер. К полученному композиту затем химически прививают серосодержащий краситель.
Недостатками описанного способа являются сложность технологии ввиду необходимости предварительной прививки мономера к целлюлозе для дальнейшей окраски и ограниченность применения способа, связанная с использованием красителей, обладающих химическим сродством к используемому азотсодержащему мономеру. Кроме того, отходы процессов окрашивания серосодержащими красителями являются достаточно опасными для окружающей среды.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, описанный в патенте RU 2657909, 2018, в котором получают радиационно-сшитый полимерный материал путем воздействия гамма-излучением на смесь целлюлозного волокна и прививаемого вещества.
Указанный способ получения радиационно-сшитого полимерного материала проводят путем растворения целлюлозосодержащего сырья в водном растворе щелочи, замораживания полученной однородной суспензии, последующего ее оттаивания, добавления к полученному раствору осадителя, отделения образовавшегося продукта осаждения, диспергирования последнего в среде растворителя, смешения полученной целлюлозосодержащей суспензии с прививаемым веществом с получением продукта смешения, воздействия на него гамма-облучением при мощности поглощенной дозы не более 10 кГр/ч до достижения поглощенной дозы от 10 кГр до 1000 кГр и последующего выделения целевого продукта. Предпочтительно, к продукту смешения дополнительно добавляют сшивающий агент.
Недостатками способа являются ограниченность применения полученного радиационно-сшитого полимерного материала для изготовления изделий бытового назначения и упаковки, связанная с невозможностью регулирования таких важных показателей качества получаемого материала, как цвет, равномерность окраски, а также с невозможностью получения флуоресцентных окрашенных материалов. Кроме того, получаемый радиационно-сшитый полимерный материал, полученный известным способом, обладает недостаточно высокой прочностью. Таким образом, известный способ характеризуется ограниченностью применения целевого продукта и низкой эффективностью.
Техническая проблема настоящего изобретения заключается в повышении эффективности способа получения радиационно-сшитого окрашенного полимерного материала и в расширении области применения получаемого при этом целевого продукта.
Указанная техническая проблема решается описываемым способом получения радиационно-сшитого полимерного материала путем растворения целлюлозосодержащего сырья в водном растворе щелочи, замораживания полученной однородной суспензии, последующего ее оттаивания, добавления к полученному раствору осадителя, отделения образовавшегося продукта осаждения, диспергирования последнего в среде растворителя, смешения полученной целлюлозосодержащей суспензии с органическим красителем, нанесенным на пористый носитель с трубчатой или стержнеобразной микроструктурой в результате контактирования раствора органического красителя с суспензией пористого носителя и отделения раствора органического
красителя, с получением продукта смешения, воздействия на него гамма-облучением при мощности поглощенной дозы от 0,1 до 10 кГр/ч до достижения поглощенной дозы от 90 кГр до 150 кГр и экстрагирования облученного продукта растворителем с выделением целевого продукта и экстракта с направлением последнего на контактирование с пористым носителем. Предпочтительно, в качестве органического красителя используют органическое соединение, содержащее как минимум одну хромофорную группу из ряда азо, метиновая, триарилметановая, флуороновая.
Достигаемый технический результат заключается в возможности регулирования эксплуатационных свойств полученного в результате проведения описываемого способа радиационно-сшитого полимерного материала (равномерность окраски, цветность, наличие флуоресценции), обладающего повышенной механической прочностью. Используемый краситель на пористом носителе с трубчатой или стержнеобразной микроструктурой снижает степень деструкции красителя в ходе радиационной обработки, приводит к повышению выхода целевого продукта, повышению механической прочности целевого продукта (за счет армирующей роли частиц носителя).
Сущность способа заключается в следующем.
Проводят растворение целлюлозосодержащего сырья в водном растворе щелочи. Исходное сырье диспергируют в водном растворе щелочи с последующим замораживанием полученной однородной суспензии. Затем проводят ее оттаивание. При оттаивании полученной смеси происходит образование визуально гомогенного раствора. Стадии замораживания и оттаивания возможно проводить неоднократно, если после однократного замораживания и оттаивания не образуется визуально гомогенный раствор.
В качестве целлюлозосодержащего сырья могут использоваться: микрокристаллическая целлюлоза, хлопковая вата, бумага, древесные опилки, а также другое целлюлозосодержащее сырье. Предпочтительно, в качестве сырья используют микрокристаллическую целлюлозу.
Предпочтительно в качестве щелочи используют гидроксиды металлов I и II групп элементов или гидроксид аммония. Наиболее предпочтительно в качестве щелочи используют гидроксид лития или гидроксид натрия. Концентрацию водного раствора щелочи выбирают, исходя из содержания целлюлозы в используемом сырье. При использовании в качестве сырья микрокристаллической целлюлозы или другого сырья с высоким содержанием целлюлозы используют водный раствор гидроксида лития концентрацией от 6 до 7% мас., водный раствор гидроксида натрия концентрацией от 8 до 10% мас. или водный раствор гидроксида калия концентрацией от 11 до 14% мас. Наиболее предпочтительно используют водный раствор гидроксида натрия концентрацией 9% мас. или водный раствор гидроксида лития концентрацией 6% мас. Предпочтительно используют водный раствор щелочи из расчета от 1 до 100 г водного раствора щелочи на 1 г целлюлозосодержащего сырья.
Диспергирование сырья в водном растворе щелочи проводят при механическом перемешивании до достижения визуально однородной суспензии.
Замораживание полученной при диспергировании однородной суспензии целлюлозосодержащего сырья в водном растворе щелочи проводят при температуре от минус 70 до минус 10°С в зависимости от желаемой скорости проведения процесса и допускаемых расходов энергии на замораживание образца. Предпочтительно проводят замораживание при температуре от минус 15 до минус 10°С в течение от 0 до 24 часов. Наиболее предпочтительно проводят замораживание при температуре минус 12°С, при этом замораживание прекращают сразу после полного отверждения смеси, которое определяют визуально при перемешивании смеси.
Оттаивание проводят при температуре выше минус 10°С. Предпочтительно проводят оттаивание при температуре от 0 до 30°С. Наиболее предпочтительно проводят оттаивание при комнатной температуре во избежание затрат энергии на нагрев образца.
К полученному в результате оттаивания гомогенному раствору, содержащему целлюлозу, добавляют осадитель, который понижает концентрацию щелочи в растворе. В качестве осадителя используют воду или раствор кислоты. При этом добавляют воду таким образом, чтобы снизить концентрацию щелочи в растворе до значения не более 3% мас.
Раствор кислоты добавляют таким образом, чтобы изменить значение водородного показателя (рН) раствора до значения не более 7.
Предпочтительно используют в качестве осадителя воду или водный раствор минеральной кислоты, например, соляной, серной или фосфорной.
При этом концентрацию кислоты выбирают таким образом, чтобы снижение водородного показателя (рН) раствора до значения не более 7 достигалось после добавления раствора кислоты к раствору в массовом соотношении от 1:1 до 3:1. Наиболее предпочтительно используют воду при ее добавлении к раствору в массовом соотношении от 5:1 до 10:1 или же соляную кислоту концентрацией от 1,0% мас. до 4,0% мас. Добавление осадителя к раствору проводят при перемешивании таким образом, чтобы минимизировать временные затраты, но в то же время, избежать чрезмерно быстрого образования осадка целлюлозы с остаточным содержанием гидроксида или хлорида натрия. При чрезмерно быстром образовании осадка целлюлозы некоторое количество гидроксида или хлорида натрия (в зависимости от используемого осадителя) оказывается заключенным в порах целлюлозы или же между волокнами осажденной целлюлозы и не удаляется даже при многократном промывании осадка. Как правило, для предотвращения такого эффекта требуемое количество раствора осадителя возможно добавить к раствору целлюлозы за время 1-25 минут. Предпочтительно проводят осаждение в режиме добавления требуемого количества раствора осадителя в течение 1-5 минут.
Затем отделяют продукт осаждения.
Предпочтительно продукт осаждения центрифугируют для разделения на сконцентрированный продукт осаждения и надосадочный водный раствор (супернатант). Центрифугирование проводят при ускорении от 10 до 50000 g, где g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с2). Продукт осаждения с содержанием воды или же сконцентрированный в результате центрифугирования продукт осаждения отделяют от маточного раствора фильтрованием и промывают растворителем, например, метанолом, этанолом, водой. Фильтрование продукта осаждения проводят любым известным способом с использованием фильтров, предотвращающих проскок частиц осадка, содержащего целлюлозу. Как правило, эффективным способом является фильтрование на бумажном или пористом стеклянном фильтре с использованием разрежения с обратной стороны фильтра (так называемое «фильтрование под вакуумом»). Тип растворителя для промывания продукта осаждения подбирают таким образом, чтобы он, с одной стороны, обеспечивал растворение прививаемого вещества - красителя, с другой - процесс набухания целлюлозы. При этом фильтрование и промывание продукта осаждения ведут таким образом, чтобы избежать высыхания продукта осаждения на фильтре.
После промывания продукт осаждения диспергируют в среде указанного растворителя с получением целлюлозосодержащей суспензии. Соотношение продукта осаждения и указанного растворителя выбирают из расчета от 1 до 100 г растворителя на 1 г исходного целлюлозосодержащего сырья.
Полученную целлюлозосодержащую суспензию смешивают с красителем, нанесенным на пористый носитель с трубчатой или стержнеобразной микроструктурой.
При этом предварительно проводят нанесение красителя на пористый носитель. Пористый носитель подбирают по двум параметрам: заряд поверхности и сорбционная емкость. Заряд поверхности носителя должен быть противоположен заряду молекул выбранного красителя. Сорбционная емкость пористого носителя должна обеспечивать поглощение такого количества красителя, чтобы обеспечить требуемую интенсивность окраски получаемого полимерного материала, и, в то же время, количество пористого материала, поглощающего необходимое количество красителя, должно обеспечивать необходимые механические свойства получаемого полимерного материала.
Нанесение красителя на пористый носитель проводят в течение 1-600 минут при перемешивании раствора красителя с суспензией пористого носителя с трубчатой или стержнеобразной микроструктурой, в качестве которого используют, в частности, галлуазит, имоголит, хризотил, гиббсит.
Нанесение красителя на носитель проводят добавлением пористого материала к раствору красителя, таким образом, чтобы соотношение массы пористого материала к массе красителя составляло от 0,5:1 до 20:1 в зависимости от сорбционной емкости красителя. Полученную смесь затем выдерживают при температуре 0-50°С в течение 1-600 минут в зависимости от типа красителя и пористого материала.
В качестве красителя используют органическое соединение, растворимое в используемом растворителе и содержащее как минимум одну хромофорную группу из ряда азо, метановая, триарилметановая, флуороновая.
При этом в качестве растворителя возможно использовать воду или органические вещества, относящиеся, в частности, к классам спиртов, кетонов, простых эфиров, сложных эфиров.
Примерами используемых красителей, содержащих, как минимум, одну азо группу, могут служить конго красный, метиловый оранжевый, β-нафтолоранж. Примерами используемых красителей, содержащих как минимум одну метановую группу, могут служить цианин, основной желтый 11. Примерами используемых красителей, содержащих, как минимум, одну триарилметановую группу, могут служить метиловый фиолетовый 2Б, метиловый фиолетовый 6Б, метиловый фиолетовый 10Б, парарозанилин, фуксин, малахитовый зеленый. Примерами используемых красителей, содержащих, как минимум, одну флуороновую группу, могут служить флуоресцеин, эритрозин, родамин 6Ж.
Используемый краситель, нанесенный на пористый носитель, добавляют к целлюлозосодержащей суспензии в таком соотношении, чтобы, с одной стороны, обеспечить необходимую окраску целевого продукта, и, с другой стороны, предотвратить чрезмерный расход красителя. Предпочтительно добавляют краситель, осажденный на пористом носителе, из расчета от 0,2 до 20 г красителя на 1 г исходного целлюлозосодержащего сырья.
Затем проводят облучение продукта смешения целлюлозосодержащей суспензии с красителем, нанесенным на пористый носитель, гамма-облучением до достижения поглощенной дозы от 10 кГр до 1000 кГр. Предпочтительно проводят облучение до достижения поглощенной дозы от 50 кГр до 150 кГр. Выбор поглощенной дозы осуществляют, исходя из выбора прививаемого красителя. При облучении смеси гамма-облучением выбирают мощность поглощенной дозы (то есть, скорость накопления поглощенной дозы в образце) таким образом, чтобы получить целевой продукт с возможно меньшими временными затратами. Предпочтительно выбирают мощность поглощенной дозы от 0,1 кГр/ч до 10 кГр/ч.
Затем проводят экстрагирование облученного продукта растворителем с выделением целевого продукта и экстракта. При экстрагировании происходит очистка целевого продукта от непрореагировавшего прививаемого вещества, а также от побочных продуктов, представляющих собой низкомолекулярные продукты радиационной деструкции прививаемого вещества и целлюлозы. Экстракцию возможно проводить любым известным способом, например, с использованием насадки Сокслета. Растворитель для проведения экстракции (экстрагент) подбирают таким образом, чтобы он растворял краситель и побочные продукты (продукты радиационной деструкции), но не растворял целевой продукт - привитой блок-сополимер целлюлозы и прививаемого вещества.
Экстракт направляют на контактирование со свежей порцией пористого носителя. При этом происходит адсорбция красителя из экстракта и вовлечение его в процесс получения целевого продукта.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие описываемый способ, но не ограничивающие его.
Пример 1
Целлюлозосодержащее сырье - микрокристаллическую целлюлозу - в количестве 2,0 г смешивают со 100 мл 9% мас. раствора гидроксида натрия, перемешивают на магнитной мешалке до достижения однородной суспензии. Полученную суспензию охлаждают до минус 15°С и выдерживают при этой температуре в течение 12 часов, в результате чего получают полностью отвержденную замороженную смесь водяного льда, целлюлозы и гидроксида натрия. Полученную смесь оставляют оттаивать при комнатной температуре. После полного оттаивания жидкость перемешивают на магнитной мешалке до получения однородного раствора. Затем к полученному гомогенному раствору, при перемешивании, добавляют по каплям 225 мл 1 Н раствора соляной кислоты в течение 15 минут. В результате проведенного таким образом переосаждения получают суспензию целлюлозы в водно-солевом растворе, которую затем пятикратно центрифугируют при 6000g, каждый раз заменяя супернатант на дистиллированную воду.
Затем продукт осаждения целлюлозы фильтруют на воронке Бюхнера, промывая 100 мл этилового спирта. Промытый продукт осаждения диспергируют в 75 мл этилового спирта.
К 300 мл 5,0% мас. раствора родамина 6Ж в этиловом спирте добавляют 15 г галлуазита и выдерживают при температуре 25°С в течение 360 минут. Затем галлуазит с нанесенным красителем отделяют от раствора красителя и смешивают с целлюлозосодержащей суспензией.
Продукт смешения, представляющий собой смесь целлюлозы, этанола и родамина 6Ж, нанесенного на пористый носитель - галлуазит, помещают в стеклянную ампулу и подвергают воздействию гамма-излучения до поглощенной дозы 150 кГр при мощности дозы 5 кГр/ч, в результате чего образуется радиационно-сшитый привитой сополимер.
Из полученного сополимера затем экстрагируют этиловым спиртом остатки красителя на насадке Сокслета в течение 6 часов и затем оценивают выход привитого блок-сополимера (целевого продукта). Спиртовой экстракт направляют на контактирование со свежей порцией галлуазита. Выход целевого продукта в описанном примере составляет 150% мас. (здесь и далее в пересчете на сухой вес исходной целлюлозы). Прочность на разрыв получаемого материала составляет 38 МПа.
Пример 2
Процесс осуществляют способом по примеру 1 с той разницей, что в качестве целлюлозосодержащего сырья используют хлопковую вату, а в качестве щелочи - гидроксид калия. Замораживают и оттаивают полученную смесь последовательно три раза. В качестве пористого материала используют каолин, добавляемый в количестве 50 г. Облучение ведут до значения поглощенной дозы 100 кГр, при мощности дозы 2 кГр/ч. Выход привитого блок-сополимера составляет 135% мас. Прочность на разрыв получаемого материала составляет 30 МПа.
Пример 3
Процесс проводят способом по примеру 1 с той разницей, что в качестве целлюлозосодержащего сырья используют древесные опилки, в качестве щелочи - гидроксид лития, переосажденную целлюлозу промывают водой. В качестве красителя используют цианин, растворенный в воде, в качестве пористого носителя - хризотил. Хризотил добавляют в раствор красителя в количестве 50 г. Для отмывки непрореагировавшего красителя используют воду. Облучение проводят до значения поглощенной дозы 90 кГр при мощности дозы 2 кГр/ч.
Выход привитого блок-сополимера составляет 125% мас. Прочность на разрыв получаемого материала составляет 32 МПа.
Пример 4
Процесс проводят способом по примеру 1 с той разницей, что в качестве сырья используют бумагу, в качестве красителя - метиловый фиолетовый 2 В, а в качестве пористого носителя - имоголит. Облучение ведут до поглощенной дозы 100 кГр.
Выход привитого блок-сополимера составляет 112% мас. Прочность на разрыв получаемого материала составляет 36 МПа.
При этом следует отметить, что использование красителя в отсутствие пористого носителя приводит к снижению выхода целевого продукта и его прочности на разрыв. Так, при проведении способа аналогично примеру 1 в отсутствие пористого носителя - галлуазита, выход составляет 105% мас, а прочность на разрыв получаемого материала составляет 24 МПа.
Таким образом, описываемый способ позволяет повысить выход и качество целевого продукта, в частности, механическую прочность (выход целевого продукта в известном способе ниже на 7-45% мас, в сравнении с описываемым способом, целевой продукт по известному способу обладает механической прочностью ниже на 45-55% отн., чем продукт, получаемый описываемым способом).
Полученные материалы превосходят по эксплуатационным показателям синтетические полимеры на основе модифицированной целлюлозы и материалы, полученные методами механического смешения и химической прививки, а также обладают свойством биоразлагаемости.

Claims (2)

1. Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала путем растворения целлюлозосодержащего сырья в водном растворе щелочи, замораживания полученной однородной суспензии, последующего ее оттаивания, добавления к полученному раствору осадителя, отделения образовавшегося продукта осаждения, диспергирования последнего в среде растворителя, смешения полученной целлюлозосодержащей суспензии с органическим красителем, нанесенным на пористый носитель с трубчатой или стержнеобразной микроструктурой в результате контактирования раствора органического красителя с суспензией пористого носителя и отделения раствора органического красителя, с получением продукта смешения, воздействия на него гамма-облучением при мощности поглощенной дозы от 0,1 до 10 кГр/ч до достижения поглощенной дозы от 90 до 150 кГр и экстрагирования облученного продукта растворителем с выделением целевого продукта и экстракта с направлением последнего на контактирование с пористым носителем.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического красителя используют органическое соединение, содержащее как минимум одну хромофорную группу из ряда азо, метиновая, триарилметановая, флуороновая.
RU2018135165A 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала RU2692388C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135165A RU2692388C1 (ru) 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135165A RU2692388C1 (ru) 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692388C1 true RU2692388C1 (ru) 2019-06-24

Family

ID=67038244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018135165A RU2692388C1 (ru) 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692388C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742813C1 (ru) * 2020-05-12 2021-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория химических технологий" Способ получения целлюлозосодержащего полимерного материала

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140879A (ja) * 1991-04-15 1993-06-08 Cassella Ag 硫化染料を用いてセルロースを染色する方法
RU2532548C1 (ru) * 2011-10-13 2014-11-10 Токусю Токай Пейпер Ко., Лтд. Пористая мембрана и способ ее получения
CN104532408A (zh) * 2014-09-24 2015-04-22 江苏金太阳纺织科技有限公司 阳离子接枝改性无盐染色再生纤维素纤维的制备方法
RU2657909C1 (ru) * 2017-12-28 2018-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140879A (ja) * 1991-04-15 1993-06-08 Cassella Ag 硫化染料を用いてセルロースを染色する方法
RU2532548C1 (ru) * 2011-10-13 2014-11-10 Токусю Токай Пейпер Ко., Лтд. Пористая мембрана и способ ее получения
CN104532408A (zh) * 2014-09-24 2015-04-22 江苏金太阳纺织科技有限公司 阳离子接枝改性无盐染色再生纤维素纤维的制备方法
RU2657909C1 (ru) * 2017-12-28 2018-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742813C1 (ru) * 2020-05-12 2021-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория химических технологий" Способ получения целлюлозосодержащего полимерного материала

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leduc et al. Hydroxypropyl methacrylate, a new water-miscible embedding medium for electron microscopy
RU2541635C2 (ru) Способ получения полимерной агарозы из экстракта морских водорослей
CN110041464B (zh) 一种高强度光子晶体水凝胶及其制备方法和应用
RU2692388C1 (ru) Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала
CN109261138A (zh) 一种用于重金属离子吸附的超支化聚酰胺改性海藻酸钠微球及其制备方法
CN111229179A (zh) 一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用
CN112812343A (zh) 一种以溴化锂制备再生纤维素膜的方法、产品及其应用
US4211664A (en) Process for making composite magnetic material
RU2657909C1 (ru) Способ получения радиационно-сшитого полимерного материала
JPH0426321B2 (ru)
US4056517A (en) Modacryl filaments and fibers and process for their manufacture
EP1234608A1 (de) Teilchenförmige Polymerisate als Filterhilfsmittel
KR102046263B1 (ko) 내수성이 우수한 재생 단백질 섬유의 제조방법
WO2017053264A1 (en) Method for decolorizing textile materials
US2768995A (en) Process for treating acrylonitrile polymers with aqueous formaldehyde
Lenka et al. Photo‐induced graft copolymerization. III. Graft copolymerization of methyl methacrylate onto cellulose using peroxydiphosphate as photoinitiator
Zhao et al. DNA-immobilized porous polysulfone beads for organic compounds and heavy metal ion removal
JPH08208878A (ja) 多孔質膜とその製造方法
US4056516A (en) Modacryl filaments and fibers and process for their manufacture
CN114106252B (zh) 显色栓塞微球及其制备方法
CN117626468B (zh) 一种废旧涤棉分离回收制备再生纤维的方法
Kamel et al. Behavior of cellulose grafted with poly (methyl methacrylate) and polyacrylonitrile toward some direct and reactive dyes
RU2819332C1 (ru) Удаляемые чернила для печати и способ их удаления с носителя
JP2021505786A (ja) 微生物セルロースからビスコースドープ(viscose dope)を製造するための方法
US3252816A (en) Pigmented extrudable viscose solutions

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200708

Effective date: 20200708