SU1134564A1 - Process for producing cellulose of uniform molecular mass - Google Patents

Process for producing cellulose of uniform molecular mass Download PDF

Info

Publication number
SU1134564A1
SU1134564A1 SU823462787A SU3462787A SU1134564A1 SU 1134564 A1 SU1134564 A1 SU 1134564A1 SU 823462787 A SU823462787 A SU 823462787A SU 3462787 A SU3462787 A SU 3462787A SU 1134564 A1 SU1134564 A1 SU 1134564A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cellulose
minutes
aqueous solution
hydrolysis
molecular mass
Prior art date
Application number
SU823462787A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Александрович Петропавловский
Галина Георгиевна Васильева
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср
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 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср
Priority to SU823462787A priority Critical patent/SU1134564A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1134564A1 publication Critical patent/SU1134564A1/en

Links

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОДНОРОДНОЙ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЕ ЦЕлл{одазы гидролизом разбавленной минеральной кислотой, отличающийс  тем, что, с целью получени  целлюлозы с высокой однородностью по молекул рной массе, целлюлозу предварительно пропитьшают в течение 15-20 мин 1-10%-ным водным раствором дш1етилолмочевины в присутствии 0,12-1,2 мас.% хлористого магни  при модуле 40-50 и 20-25®С с последуюпшм отжимом до степени 2,0-2,5, сушкой,и термообработкой в течение 15-20 мин при 140-150 С, а гидролиз g провод т 0,1-0,15 н. водным раствором серной кислоты при модуле 25-30 в течение 40-60 мин при кипении .A METHOD FOR OBTAINING A HOMOGENEOUS MOLECULAR MASS CELL (hydrolysis by dilute mineral acid), characterized in that, in order to obtain cellulose with a high molecular weight uniformity, the pulp is pre-sewn within 15-20 minutes with a 1-10% aqueous solution of ground pulp. the presence of 0.12-1.2 wt.% of magnesium chloride with a module of 40-50 and 20-25 ° C, followed by pressing to a degree of 2.0-2.5, drying, and heat treatment for 15-20 minutes at 140- 150 C, and the hydrolysis g is 0.1-0.15 n. an aqueous solution of sulfuric acid at a modulus of 25-30 for 40-60 minutes at boiling.

Description

Изобретение относитс  к химии высокомолекул рных соединений, более точно к предварительной обрабо ке целлюлозы дл  получени  ее прои водных, и может быть использовано в народном хоз йстве дл  получени  древесных целлюлоз, применимых в Производстве различных производных целлюлозы. Так же, как и другие высокомоле кул рные соединени , целлюлоза  вл етс  полидисперсным продуктом, т.е. содержит различные фракции, отличающиес  по степени полимеризации (СП). Молекул рно-массова  неоднородность  вл етс  важным показателем, по которому различаютс  между собо препараты целлюлозы. Наличие низкомолекул рных снижает механические свойства материалов, получаемых химической переработкой целлюлозы. Неоднородность по молекул рной массе (MMV св зана с реакционной способностью целлюлозы и качеством растворов и изделий из эфиров целлюлозы. Так, например, установлена непосредственна  св зь неодно родности по ММ с однородностью по степени замещени  в эфирах целпюло зы, гомогенностью вискозных растворов , их фильтруемостью, физикомеханическими свойствами изделий: пленок и волокон. Известен способ получени  однородной по молекул рной массе целлюлозы окислительной деструкцией под действием водного раствора, насьпденного хлором (,5, концентраци  хлора 0,4 мас.%). Деструкцию провод т при 20-25° модуле ванны . 1:30 в течение 1 ч. При этом масса, фракции целлюлозы с СП 200-50б возрастает с 23,5 до 83,5% l. Недостатком известного способа  вл етс  чрезмерна  деструкци  цел люлозы, так средн   СП падает с 1000 до 280. Деструкци  сопровождаетс  образованием значительных количеств карбонильных и карбокси ных групп. Нарастание содержани  этих груп приводит к нестабильности изделий полученных на основе такой целлюло зы. Выделенна  фракци  целлюлозы с СП 200-50С и средней полидисперсна . Известен также способ снижени  СП целлюлозы с получением регулируемой по однородности ММ фракций гидролизом разбавленными водными растворами карбоновых кислот, например 1,0 н. уксусной кислотой при в течение 5-6 ч. В зависимости от концентрации кислоты и времени гидролиза из хлопковой целлюлозы с получают фракцию со средней , содержащую 97% целлюлозы с СЦ 200-600, или фракцию со средней , содержащую 75% целлюлозы с СП 400-1000, или фракцию со средней , содержащую 70% целлюлозы с СП 500-1200 С2. Недостатком этого способа  вл етс  высока  полидисперсность выделенных фракций. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ снижени  СП древесной целлюлозы от значени  средней до (420 Зj действием на целлюлозу 1 н. раствора сол ной кислс ты при 60°С в течение 130 мин с модулем ванны 1:22. При этом получают фракцию целлюлозы с СП 200-600 в количестве 65%, характеризуемую мономодальной кривой распределени  по ММ.Крива  ММР имеет, однако, широкий максимум, что отра- жает высокую степень полидисперсности выделенных фракций целлюлозы . Цель изобретени  - получение целлюлозы с высокой однородностью по молекул рной массе. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  однородной по молекул рной массе целлюлозы гидролизом разбавленной минеральной кислотой целлюлозу предварительно пропитывают 1520 мин 1-10%-ным водным раствором диметилолмочевины в присутствии 0,12-1,2% мас.% хлористого магни  при модуле 40-50 и 20-25 С с последующим отжимом до степени 2,0-2,5, сушкой и термообработкой 15-20 мин при 140-150°С, а гидролиз провод т 0,1-0,15 н. водным раствором серной кислоты при модуле 25-30 в течение 40-60 мин при кипении. Пример I. 10г воздушносухой сульфитной целлюлозы в виде папки со средней и ,0 обрабатывают 400 мл (модуль 40) вод ного раствора, содержащего ДММ и MgCl в концентрации 1,0 и 0,12 мас соответственно при 20 С в течение 15 мин. Набухшую целлюлозу отжимают до веса 25 г (до 2,5 кратного веса) и сушат в вакууме при в течение суток, затем прогревают при 150с в течение 15 мин. Затем целлюлозу пpo вJIвaют водой при до отрицательной реакции на С1 и сушат на воздухе. После измельчени  высушенного продукта его обрабатывают 250 мл 0,10 н. водного раствора Н280(модуль 25) при 80°С. Смесь нагревают до кипени  и про вод т обработку в течение 40 мин с перемешиванием. Целевой продукт после охлаждени  промывают водой при 20С до нейтральной реакции и сушат на воздухе. Услови  выполнени  примеров 2-10 представлены в таблице. Практичест ки выход во всех примерах составл ет 90-95%. Дл  бь1стррй оценки дисперсности целлюлоз в изобретении использовано турбидиметрическое титрование. В качестве характеристики ширины распределени  по ММ использована велич на полуширины пика I зависимости ) -Т оптическа  плотность среды, обусловленна  осаждением цел лозы с учетом разбавлени  раствор осадителем, -у-объемна  дол  осади тел , I выражаетс  в единицах у. Фракционное осаждение на тубиди метре производ т порционно при 20 С 44 скорость мешалки 96 об/мин, концентраци  раствора целлюлозы в кадоксене 1%, осаждение ведут добавлением 0,2 мл/мин водно-глицериновой смеси (весовое отношение 3:2 соответственно). Результаты оценки подтверждены значени ми отношени  величины среднев зкостной молекул рной массы (Мда)к среднечисловоГ (М,), служашего мерой полидисперсности полимеров. Данные таблицы четко подтверждают , что в предлагаемых услови х способа при относительно небольшом снижении СП существенно улучшаетс  однородность целлюлозы по ММ распределению по сравнению с исходной и гидролизованной без предварительного сшивани  целлюлозами. Величина дл  исходной целлюлозы 0,050-0,052 (СП 780-830), дл  гидролизованной без предварительного сшивани  целлюлозы 0,034-0,038 (СП 580-630) и дл  целлюлозы, полученной в соответствии с предлагаемым способом 0,010-0,030 (СП 500-780). I Таким образом, предлагаемый способ позвол ет получать с количественным выходом целлюлозу с повышенной однородностью по ММ (значени  в 3 раза меньше по сравнению со способом-прототипом) при использовании экологически безвредных веществ. Способ прост в реализации, может быть осуществлен на стандартном оборудовании . Целлюлоза, полученна  в соответст ВИИ с предлагаемым способом, может быть широко использована в любых процессах зтерификации и алкилировани .The invention relates to the chemistry of high molecular weight compounds, more precisely to the pretreatment of cellulose for the preparation of its derivatives, and can be used in the national economy for the production of wood pulps applicable in the production of various cellulose derivatives. Like other high molecular weight compounds, cellulose is a polydisperse product, i.e. contains various fractions differing by degree of polymerization (SP). Molecular mass heterogeneity is an important indicator by which cellulose preparations differ. The presence of low molecular weight reduces the mechanical properties of materials obtained by chemical processing of cellulose. Molecular mass heterogeneity (MMV is related to the reactivity of cellulose and the quality of solutions and products made from cellulose ethers. For example, a direct link between MM inhomogeneity and homogeneity in the degree of substitution of cellose esters, viscosity homogeneity, their filterability is established , physicomechanical properties of products: films and fibers. There is a known method of obtaining homogeneous in molecular weight cellulose by oxidative destruction under the action of an aqueous solution saturated with chlorine (, 5, conc chlorine concentration 0.4 wt.%). The destruction is carried out at 20-25 ° module of the bath. 1:30 within 1 hour. At the same time, the weight, cellulose fraction with SP 200-50b increases from 23.5 to 83.5% The disadvantage of this method is the excessive destruction of cellulose, since the average SP drops from 1000 to 280. Destruction is accompanied by the formation of significant amounts of carbonyl and carboxyl groups. The increase in the content of these groups leads to instability of products obtained on the basis of such cellulose. Selected fraction of cellulose with SP 200-50С and average polydisperse. There is also known a method of reducing the JV of cellulose with obtaining uniformly controlled MM fractions by hydrolysis with dilute aqueous solutions of carboxylic acids, for example, 1.0N. with acetic acid for 5-6 hours. Depending on the acid concentration and hydrolysis time from cotton cellulose, a medium fraction containing 97% cellulose with a SC of 200-600, or a medium fraction containing 75% cellulose with SP 400- is obtained 1000, or a fraction with an average, containing 70% cellulose with SP 500-1200 C2. The disadvantage of this method is the high polydispersity of the separated fractions. The closest in technical essence to the present invention is a method for reducing the JV of wood pulp from an average to (420-3 J) effect on cellulose of 1N hydrochloric acid solution at 60 ° C for 130 minutes with a 1:22 bath module. The pulp fraction with SP 200-600 in an amount of 65%, characterized by a monomodal distribution curve in MM. The MMD curvature has, however, a broad maximum, which reflects a high degree of polydispersity of the isolated cellulose fractions. The goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining a homogeneous molecular weight of cellulose by hydrolysis with dilute mineral acid, the cellulose is pre-impregnated for 1520 minutes with a 1-10% aqueous solution of dimethyl urea in the presence of 0.12-1.2% wt.% magnesium chloride with a modulus of 40-50 and 20-25 C, followed by pressing to a degree of 2.0-2.5, drying and heat treatment for 15-20 min at 140-150 ° C, and the hydrolysis is carried out 0.1-0.15 n an aqueous solution of sulfuric acid at a modulus of 25-30 for 40-60 minutes at boiling Example I. 10 g of air-dried sulphite pulp in the form of a folder with medium and, 0 is treated with 400 ml (module 40) of an aqueous solution containing DMM and MgCl at a concentration of 1.0 and 0.12 wt, respectively, at 20 ° C for 15 minutes. The swollen cellulose is squeezed to a weight of 25 g (up to 2.5 times weight) and dried under vacuum for 24 hours, then heated at 150 s for 15 minutes. Then the cellulose is pressed into water with water before it is negatively reacted with C1 and dried in air. After grinding the dried product, it is treated with 250 ml of 0.10 n. H280 aqueous solution (module 25) at 80 ° C. The mixture is heated to boiling and treated for 40 minutes with stirring. After cooling, the desired product is washed with water at 20 ° C until neutral and air-dried. The conditions for performing examples 2-10 are presented in the table. In practice, the yield in all examples is 90-95%. Turbidimetric titration has been used to evaluate the dispersion of cellulose in the invention. As a characteristic of the width of the distribution in MM, the magnitude of the half width of the peak I of the dependence) -T optical density of the medium, due to the precipitation of cellose, taking into account the dilution of the solution by the precipitant, -y is the fraction of the bodies deposited, I is expressed in units of y. Fractional precipitation on a tubidimeter is carried out in portions at 20 ° C. The speed of the stirrer is 96 rpm, the concentration of cellulose solution in cadoxene is 1%, and the precipitation is carried out by adding 0.2 ml / min of water-glycerin mixture (weight ratio 3: 2, respectively). The results of the evaluation are confirmed by the values of the ratio of the average molecular weight (Mda) to the average number (M,), which serves as a measure of the polydispersity of the polymers. The data in the table clearly confirms that under the proposed conditions of the method, with a relatively small decrease in JV, cellulose homogeneity of the MM distribution significantly improves compared with the initial and hydrolyzed cellulose without prior crosslinking. The value for the original cellulose is 0.050-0.052 (JV 780-830), for hydrolyzed without preliminary crosslinking the cellulose 0.034-0.038 (JV 580-630) and for cellulose, obtained in accordance with the proposed method, 0.010-0.030 (JV 500-780). I Thus, the proposed method makes it possible to obtain, with a quantitative yield, cellulose with an increased MM homogeneity (the value is 3 times less compared to the prototype method) when using environmentally friendly substances. The method is simple to implement, can be carried out on standard equipment. Cellulose obtained in accordance with the VII with the proposed method can be widely used in any sterication and alkylation processes.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОДНОРОДНОЙ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ гидролизом разбавленной минеральной кислотой, отличающийся тем, что, с целью получения целлюлозы с высокой Однородностью по молекулярной массе, целлюлозу предварительно пропитывают в течение 15-20 мин 1-10%-ным водным раствором диметилолмочевины в присутствии 0,12-1,2 мас.% хлористого магния при модуле 40-50 и 20-25®С с последующим отжимом до степени 2,0-2,5, сушкой,и термообработкой в течение 15-20 мин при 140-150°С, а гидролиз проводят 0,1-0,15 н. водным раствором серной кислоты при модуле 25-30 в течение 40-60 мин при кипении.METHOD FOR PRODUCING HOMOGENEOUS CELLULOSE MOLECULAR MASS by hydrolysis with dilute mineral acid, characterized in that, in order to obtain cellulose with a high homogeneity in molecular weight, the cellulose is pre-impregnated for 15-20 minutes with a 1-10% aqueous solution of dimethylurea in the presence of 0 12-1.2 wt.% Magnesium chloride with a module of 40-50 and 20-25 ° C, followed by extraction to a degree of 2.0-2.5, drying, and heat treatment for 15-20 minutes at 140-150 ° C and hydrolysis is carried out 0.1-0.15 N. an aqueous solution of sulfuric acid with a module of 25-30 for 40-60 minutes at boiling. и ....1134564and .... 1134564
SU823462787A 1982-07-05 1982-07-05 Process for producing cellulose of uniform molecular mass SU1134564A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823462787A SU1134564A1 (en) 1982-07-05 1982-07-05 Process for producing cellulose of uniform molecular mass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823462787A SU1134564A1 (en) 1982-07-05 1982-07-05 Process for producing cellulose of uniform molecular mass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1134564A1 true SU1134564A1 (en) 1985-01-15

Family

ID=21019932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823462787A SU1134564A1 (en) 1982-07-05 1982-07-05 Process for producing cellulose of uniform molecular mass

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1134564A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165433C2 (en) * 1993-05-04 2001-04-20 Альстрем Машинери Инк. Continuous process for production of chemical cellulose pulp and continuous cooking kettle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I.Кузнецова Н.Я. Маслинковска З.А., Иванов В,И., Коган В.И.. Направленна деполимеризаци полиацетапей углеводного типа хлором.Извести АН Кирг.ССР, 6, 68 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165433C2 (en) * 1993-05-04 2001-04-20 Альстрем Машинери Инк. Continuous process for production of chemical cellulose pulp and continuous cooking kettle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3912713A (en) Guar gum derivatives and process for preparation
US2511229A (en) Process for the preparation of cellulose sulfate
DE1468048B2 (en) Process for the production of hydroxypropyl methyl celluloses
GB2105725A (en) Preparation of cellulose acetate
US5451672A (en) Process for producing cellulose acetate
JP3046441B2 (en) Method for producing cellulose acetate
SU1134564A1 (en) Process for producing cellulose of uniform molecular mass
US2539451A (en) Method of preparing sulfuric acid esters of cellulose
JP3392470B2 (en) Cellulose diacetate and method for producing the same
US3505313A (en) Process for producing bleached and purified cellulose acetate
US2622080A (en) Method for the manufacture of high butyryl cellulose esters
JPS62501A (en) Production of cellulose acetate
US2759914A (en) Preparation of polyvinyl alcohol with water washing of gel
US2372565A (en) High viscosity cellulose propionate and method of making
US6392033B1 (en) Method for viscose production
US2520963A (en) Production of improved cellulosic materials
JPH02311501A (en) Method for grinding cellulose sheet and production of cellulose acetate therefrom
US2353423A (en) Process of preparing mixed cellulose esters
US3479336A (en) Production of cellulose esters from particulate lignocellulosic material
US2899423A (en) Manufacture of cellulose acetate
US2737437A (en) Preparation of shaped cellulose articles
US2098336A (en) Manufacture of cellulose derivatives and products obtained therefrom
US2164416A (en) Process for the production of cellulosic products
US2508013A (en) Preparation of secondary cellulose esters
US2190450A (en) Cellulose ethers