SU952852A1 - Способ активации целлюлозы - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ АКТИВАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

1

Изобретение относитс  к химической технологии, в частности к повыше нию химической активности целлюлозы, и может быть использовано при химической переработке целлюлозы дл  получени  вискозы, ацетатных волокон, нитроцеллюлозы, простых эфиров целлюлозы и других продуктов.

Известен способ активации целлюлозы путем предварительной обработки ее агентом (вода, жидкий аммиак), в котором происходит набухание целлюлозы , с последующим вытеснением этого агента различными пол рными и непол рными жидкост ми или их парами tl.

Однако активаци  целлюлозы достигаетс  путем заполнени  агентом, выт зывающим набухание целлюлозы,ультрамикроскопических пространств между кристаллическими участками целлюлозы и последующим вытеснением этого агента органическим растворителем или его парами. В результате такой обработки не происходит уплотнение цепей целлюлозы , т.е. увеличиваетс  активна  поверхность целлюлозы и ее доступность (ПРИ последующей химической переработке .

Основной недостаток этого способа - высокий расход вытесн ющего реагента . Например, при вытеснении воды из набухшей целлюлозы уксусной кислотой требуетс  по меньшей мере стократное количество лед ной уксус ной кислоты от веса целлюлозы. В случае вытеснени  агента парами вытесн ющего реагента, расход последнего снижаетс , но возникает необходимость в специальном оборудовании,

10 обеспечивающим фиксацию активного состо ни  целлюлозы в предельно короткий срок, что трудноосуществимо. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ активации целлюлозы 15 путем обработки ее газообразным аммиаком в автоклаве под давлением 0,5-0,7 МПа в течение 1-2 ч при комнатной температуре с последующим удалением и регенерацией активирующего

20 агента.

В этом случае активаци  целлюлозы достигаетс , во-первых, за счет ослаблени  водородных св зей и снижени  плотности упаковки макромолекул

25 целлюлозы, во-вторых, за счет перехода кристаллической модификации при ,родной целлюлозы - целлюлозы I - в более реакционноспособную кристалли-- ческую модификацию - целлюлозу Ml. И, в-третьих, за счет разрушени  первичных стенок клеток целлюлозы, вызы ваемого резким сн тием давлени  в автоклаве по окончании.обработки цел люлозы газообразным аммиаком .С2, Недостатками этого способа актива йии целлюлозы  вл ютс  необходимость затраты времени на полный вывод акти вирующего агента из обработанного ма териала и, происход ща  при этом, усадка конечного продукта за счет контракции клеточных стенок целлюлозы , достигающа  2,0-2,2% от исходног объема целлюлозы. Цель изобретени  - повышение эффективности активации и реакционной способности целлюлозы. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу активации целлю лозы газообразным аммиаком при комнатной температуре под давлением 0,5 0,7 МПа 1-2 ч, целлюлозу дополнитель но обрабатывают газообразным ангид-; РИДОМ угольной, серной или уксусной кислот под давлением 0,Г5-0,8 МПа 3-15 мин.Последующа  обработка модифицированной целлюлозы газообразным ангидридом-кислоты дает следующие пр имущества: сокращаетс  продолжительность процесса активации за счет исключени  операции по удалению аммиака , заключенного-как в,ультрамикроскопических пространствах целлюлозы , так и св занного наход щейс  там водой; фиксируетс  активное (разрыхленное ) состо ние целлюлозы после обработки ее газообразным аммиаком за счет образовани  во всех, даже ультрамикроскопических -пространствах солей аммони , не позвол ющих захлопнутьс  макромолекулам целлюлозы после активации; образование солей аммони  обусловливает химическое св зывание заключенных в целлюлозе аммиака и воды,.в результате чего от падает необходимость в удалении воды из активированной целлюлозы при ее последующей химической переработке; образовавшиес  соли аммони  служат катализатором при дальнейшей химичес кой переработке активированного, целлюлозного сырь , например при ацетилир9вании . Способ осуществл ют следующим образом . Вначале автоклав заполн ют исходной целлюлозой, герметизируют и вакуумируют до давлени  -0,1 МПа, затем заполн ют его газообразным аммиаком до давлени  0,5-0,7 МПа и при этом давлении целлюлозу обрабатывают в течение 1-2 ч. После этого в автоклав ввод т газообразный ангид рид под давлением, на 0,05-0,1 МПа превышающим избыточное давление аммиака в автоклаве. Возможно также после окончани  модификации целлюлозы аммиаком давление в автоклаве сн ть до атмосферного, а газообраз- ные ангидриды кислот вводить при избыточном давлении 0,15-0,20 МПа.Такой способ несколько упрощает ввод в автоклав газообразных ангидридов, но ведет к увеличению продолжительности обработки. Реакци  образовани  солей аммони  в активируемой целлюлозе происходит в течение 35 мин. Контроль за протеканием реакции можно осуществл ть как по времени протекани , так и по изменению давлени  в автоклаве. Вначале, при введении ангидрида в автоклав, давление в нем снижаетс  за счет реакции образовани  солей аммони , а по окончании этой реакции давление начинает расти и достигает давлени , под которым подают газообразный ангидрид . Это и служит признаком окончани  процесса обработки. По окончании активации автоклав вентилируетс  и активированна  целлюлоза готова дл  дальнейшей химической переработки . . N Пример 1. В автоклав вместимостью 3 л загружают исходную воздушносухую сульфитную целлюлозу общей массой 0,1 кг. После герметизации автоклав вакуумируют до -0,1 МПа, а затем заполн ют газообразным аммиаком до избыточного давлени  0,7 МПа.При этом давлении ведут обработку целлюлозы аммиаком при комнатной температуре в течение 1 ч. После этого в автоклав ввод т, углекислый газ СОг под давлением 0,8 МПа.Обработку модифицированной аммиаком целлюлозы ангидридом угольной кислоты ведут в течение 3 мин при комнатной температуре . Физико-химические свойства полученной активированной целлюлозы приведены в таблице. Пример 2. В автоклав вместимостью 3 л загружают исходную воздушносухую азотнокислую целлюлозу общей массой 0,1 кг. Обработку целлюлозы газообразным аммиаком провод т при избыточном давлении 0,5 МПа в течение 2 ч,после чего в автоклав ввод т газообразный сернистый ангидрид S0,j под давлением 0,55 МПа. Обработку модифицированной аммиаком целлюлозы ангидридом сернистой кислоты ведут в течение 5 мин при комнатнойотемпературе. .Физико-химические свойства полученной целлюлозы приведены в таблице. Пример 3. В автоклав вместимостью 3 л загружают исходную воздушносухую сульфатную целлюлозу общеймассой 0,1 кг. Обработку целлюлозы аммиаком провод т .аналогично примеру 2, после чего давление в автоклаве снижают до атмосферного и в него ввод т газообразный уксусный ангидрид (СНзСО) под давлением 0,15 МПа.

59528526

Claims (2)

1. Обработку модифицированной аммиаком ной температуре. Физико-химические целлюлозы ангидридом укрусной кисло- свойства полученной целлюлозы приветы ведут в течение 15 мин при комнат- дены в таблице. Из приведенных в таблице данных физико-химических свойств следует что предлагаемый способ активации цв ллюлоэы дает возможность увеличить объем капилл ров и капилл рную впиты ваемость, снизить степень кристаллич мости и, тем самым, повысить аморфность активированной целлюлозы, что, в свою очередь, способствует повышению реакционной способности конечного продукта. Активированна  за вл ё мым способом целлюлоза ацетилйруетс  в 1,6 раза быстрее и при нитровании содержит азота на 0,5-0,6% больше , чем целлюлоза, активированна  по известному способу. Формула изобретени  Способ активации целлюлозы обработкой газообразным аммиаком прикомнатной температуре под давлением 0,5-0,7 МПа 1-2 ч, отличаю и и с   тем, что, с целью повышёНИЯ эффективности процесса и реакционной способности целлюлозы, последнюю дополнительно обрабатывают газообразным ангидридом угольной, серной или уксусной кислот под давлением 0,15-0,8 МПа 3-15 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 335954, кл. С 08 В 1/00,1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по , за вке 2878140/23-05, кл. С 08 В 1/02, 1980 (прототип).