Способ получения водорастворимой оксиалкилцеллюлозы

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОЙ 1КСИ АЛКИЛЦЕЛЛКШОЗЫ , включающий оксиалкилирование щелочной целлюлозы и Обработку глицидным спиртом, отличающийся тем, что, с целью получения оксиалкилцеллюлозы со стабильной вязкостью водных растворов при рН 11-12, обработку глицидным спиртом проводят через 1-8 ч после начала оксиалкилирования.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И ЛЮ

РЕСПУБЛИК (д) С 08 В 11/08.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИИОИ ОКСИАЛКИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включающий оксиалкилирование целочной цел— люлозы и обработку глицидным спиртом, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью получения оксиалкилцеллюлозы со стабильной вязкостью водных растворов при рН 11-12, обработку глицидным спиртом проводят через 1-8 ч после начала оксиалкилирования.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21)2949136/23-05 (22)03.07.80 (46)07 .05,83. Бюл. 9 17 (72)Н. Н. Хин, E ° В. Егорова, И. M. Ротенберг, Н. A. Карповнина., Л. Н. Брызгалова, Yi. В. Прокофьева, В. N. Курицын., E. П. широков,В.И.Калинина, Л. A. Кацман.и A. A. Григо рьев .(53)661.728.8(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

9 761748, кл. С 08 В 11/08, опублик.

1980.

2. Заявка ФРГ В 24515154, кл. С 07 В .11/08, опублик. 1975 (про-. тотип).

Я0„„1016296 А

1016296

Если обработку глицидным спиртом, проводят ранее чем через 1 ч после начала оксиалкилирования, то не достигается полнота растворимости простого эфира в воде. Удлинение;периода оксиалкилирования свыше 8 ч не имеет практического смысла и приведет к деструкции продукта.

В качестве исходной целлюлозы можно использовать древесную или хлопковую целлюлозу в мелковолокнистом или порошкообразном виде.

В качестве окиси алкилена можно применять, например, окись этилена или пропилена.

Средой для оксиалкилирования и обработки глицидным спиртом может служить органический разбавитель, инертный по отношению к окиси алкилена и глицидному спирту, например трет-бутанол.

Способ осуществляют следующим образом.

Измельченную или порошкообраэную целлюлозу помещают в аппарат, вакуумируют, заливают органическим разбавителем, в среде которого ведут диспергирование-целлюлозы при гидромодуле 20(10-1) в течение 5-10 мин при

15-25ОС. К смеси добавляют при перемешивании в течение 5-30 мин водный раствор (18-25%) едкого натра в количестве, обеспечивающем массовое (весовое ) соотношение.йаОН; целлюлоза (0,10,3):1 и ведут обработку целлюлозы щелочью в течение 5-30 мин при 1525аС К смеси постепенно приливают ,окись алкилена до соотношения 12 вес.ч. на 1 вес.ч. целлюлозы, нагревают смесь до 40-80 С при перемешивании. Через 3-8 ч после начала оксиалкнлирования в аппарат добавляют глицидный спирт в количестве 0,25.1 вес.ч. на 1 вес.ч. целлюлозы и ведут им обработку щелочной оксиалкилцеллюлозы в течение 0,5-3-х часов при

30-60 С. Перед введением глицидного спирта можно. частично нейтрализовать смесь той же кислотой, что и в конце процесса.

По окончании обработки глицидным спиртом проводят нейтрализацию щелочи органической или неорганической кислотой, продукт промывают горячей водой или водно-.ацетоновым раствором и сушат.

Из полученного простого эфира целлюлозы готовят 2%- ные водные растворы с различили величинами рН. Вязкости растворов измеряют на вискозиметре. . Хепплера 20 С). Вязкость водных растворов простых эфиров целлюлозы, полученных предЛагаемым способом, не снижается во времени в щелочной среде при рН 11-12.

Пример 1. 1 вес.ч. воздушносухой тщательно измельченной целлюлозы диспергируют в смеси, состоящей

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения простого эфира целлюлозы, растворимого в. воде, с образованием вязких растворов, которые могут использоваться в качестве высокоэффективного стабилизирующего, связующего, клеющего, эмульгирующего и загущающего соединения в нефтедобывающей, химико-фотографической, текстильной и других отраслях народного хозяйства!О

Известен способ получения водорастворимой оксиэтилцеллюлозы путем обработки целлюлозы водным раствором щелочи в среде трет-бутанола с последующим введением окиси этилена, 15 оксиэтилированием продукта, нейтрализацией и очисткой полученной оксиэтилцеллюлозы 1 ).

Недостаток способа получения простых эфиров целлюлозы заключается в том, что он не обеспечивает получение, продуктов, способных к образованию водных растворов, вязкость которых не снижалась бы во времени в щелочных средах при рН, равном 11-12.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения простого эфира целлюлозы путем диспергирова-, ния оксиалкилцеллюлозы в среде органического разбавителя с последующей обработкой его водным раствором щелочи в количестве 0,08 вес.ч. на

1 вес.ч. оксналкилового эфира и смешиванием с глицидным спиртом в коли. честве 0,18-1 9 вес.ч. на 1 вес.ч. оксиалкилового эфира при 50-60ОС в 35 течение 2-5-х часов. Продукт нейтрализуют, промывают и сушат 2 ).

Недостаток известного способа состоит в том, что получаемый этим методом простой эфир целлюлозы не 4Q обладает способностью к образованию водных растворов с вязкостью, не снижающейся во времени в щелочных средах при рН 11-12. Кроме того„,недостатком является многостадийность процесса, 45 связанная с необходимостью выделения оксиалкилцеллюлозы из реакционной смеси, ее промывкой, сушкой, диспергированием в трет-бутаноле, вторич-. ной обработкой щелочью перед глицидированием с последующим выделением глицеринового эфира оксналкилцеллю» лозы, который нейтрализуют, промывают и сушат известным способом.

Целью изобретения является полу.чение оксиалкилцеллюлозы со стабильной вязкостью водных .растворов при рН 11-12.

Поставленная цель достигается теМ, что согласно способу получения .водорагтворимой оксиалкилцеллюлозы, вклю- 60 ча >щему оксиалкилирование щелочной. целлюлозы, и обработку глицидным спиртом, обработку глицидным спиртом проводят через 1-8 ч после начала ок сиалкилирования, > 65

1016296 из 16,88 вес.ч. трет-бутилового спир раствор 0,3 вес.ч. NaOH в 0,72 вес.ч. та и 1,315 вес.ч. воды в течение воды.

5 мин при 25 С. К образовавшейся После перемешивания в течение о суспензии добавляют по каплям водный 20 мин при 15 С .к смеси добавляют раствор, состоящий из 0 985 вес.ч-. 0,95 вес.ч, окиси этилена и ведут воды и 0,278 вес.ч, едкого натра на Реакцию 5 ч при 30 С. К смеси добав-.

1 вес.ч. целлюлозы и проводят актива- ляют 0;3 вес.ч. уксусной кислоты, цию в течение 15 мин при перемеши-,перемешивают суспензию, вводят 0,8 вес.ч. вании. Затем к смеси. добавляют глицидного спирта в виде 50%-ного

0,59 Вес.ч; Окиси этилена и ведут ре-. pacTBopp в трет-бутаноле и ведут обакцию 1 ч при 80 С, после чего к сме- 0 Работку 2 ч при 45 С. Щелочь нейтра-. си добавляют 0,27 вес.ч. уксусной,лизуют водным 25%-ным раствором азот кислоты, перемешивают суспензию и вво- ной кислоты при перемешивании, отмыдят по каплям глицидный спирт в виде вают продукт водным ацетоном и сушат. . 50%-ного .раствора в трет-бутаноле, Полученная оксиэтилцеллюлоза растворяв колиЧестве 0,25 вес.ч. на 1 вес.ч. 35 ется в воде, образуя вязкий прозрачный целлвлозы. Обработку ведут 0,5 ч раствор с вязкостью 155 сПз (при конпри 50 С. Суспензию нейтрализуют ук- центрации 2Ъ ).. Вязкость раствора при о сусной кислотой, отжимают продукт от РН 11 остается без изменения в течежидкой фазы, отмывают смесью ацетон: . ние всего времени хранения. вода (9:1 3 и сушат. Пример 4. Циспергируют

Полученная оксиэтилцеллюлоза пол- 1 вес.ч. порошкообразной. целлюлозы костью растворяется в воде, образуя . в смеси, состоящей из 3,0 вес.ч. трет- вязкий. водный раствор с вязкостью . бутанола и 8,5 вес.ч. гептана в тече2%-ного раствора 300 сПз. Вязкость ние 5 мин при 20 С. К,смеси постепенраствора при РН 11 остается без из- 25 но приливают при перемешиваг:и менения в течение 30 сут. 0,42 вес.ч, 28%-ного водного раствора

G.р и м е р 2. 1 вес.ч. измельчен- едкого натра. После перемешивания в ной целлюлозы диспергируют -в смеси, течение 30 мин к смеси добавляют содержащей -20 вес.ч. трет-бутанола, 1,8 вес.ч. окиси пронилена, нагрева- и 1,3 вес.ч. воды, в течение 20 мин ют до 70 С и проводят реакцию оксипри 20 С. Затем к сМеси добавляют пропилирования в течение 8 ч. Затем о раствор едкого натра, содержащий к смеси .добавляют 1 вес.ч. глицид0,985 вес.ч. воды и 0,277 вес.ч. ед- ного спирта и проводят глицидирование кого натра,,; перемешивают 30 мин в течение 3-х часов при 60"С. Реакпри 20 С. К смеси добавляют ло кап- ционную смесь нейтрализуют уксусной о лям окись этилена в количестве кислотой, продукт промывают горячей

0,775 вес.ч. и ведут реакцию 2,5 ч водой и сушат. Полученный простой при 50 С. К смеси добавляют 0,27 вес.ч. эфир дает 2%-ные водные растворы с уксусной кислОты на 1 see.÷. целлю- .. вязкостью 80 сПз, которая остается лозы, суспензию перемешивают и до- беэ изменения в течение всего времени бавляют 5ОВ-ный раствор глицидного 40 хранения.при РН 12. спирта в трет-бутиловом спирте в Пример 5.(известный ) 1 вес.ч. количестве, обеспечивающем соотно- водорастворимой оксиэтилцеллюлозы шение 1 вес.ч. глицидного спирта на суспендируют в 10 вес.ч. трет-бутано1 вес.ч. целлюлозы. Обработку ведут . ла, содержащего 1,36 вес.ч. воды, в при перемешивании 3 ч при 30 С. ще- 4$ течение 20 мин при 20 С. Затем к смелочь нейтрализуют 703-ней фосфорной си добавляют 1 вес.ч. 8%-ного водкислотой, продукт отжимают от жид- . ного раствора едкого натра, -(который кой фа="Й, промывают водным ацетоном является катализатором реакции глиции сушат. дирования) и перемешивают смесь

15 мин при 20 С. К смеси добавляют

Полученная оксиэтилцеллюлоза пол- 0,8 вес.-ч.. глицидного спирта и переме ностью растворяется в воде, образуя . шивают при 55 С в течение -3-х часов.

2Ф-ный водный раствор с вязкостью мелочь нейтрализуют фосфорной кисло250 сПв. Вязкость раствора при РН 12 . той, продукт извлекают, промывают остается без изменения в течение все- смесью ацетон: вода (9г1) и сушат.

ro времени хранения. Вязкость 2%-ного водного раствора . Пример 3. Диспергируют 1 вес.ч. простогб эфира составляет 200 сПз. язмбльченной целлюлозы в смеси, со- При хранении при РН 11 наблюдается держащей 10 вес.ч. трет-бутилового . снижение вязкости раствора, особенно спирта и 0,645 вес.ч. воды в тече- -- :в первые 4 сут (таблица ). ние 5 мин при 20 С и к суспензии до- 6 Результаты испытаний сведены в таббавляют по каплям при перемешивании лицу,.

1016296

ICI 1 жO I

РО1

1 III 1

I ХЭН(Ц ХО!

ЭХ3б I

331 Ф Р 1

1

Ю

M ь (Ч чъ о х-3 Зх3

Х3 ЗхЪ о о г3 1х! с3

o o

Д A .O 3Х. и

Il) а . о о о

О . 33Ъ (хЪ (Ч

Ю

„"ъ

Х Р

НЭ

o ) 4 Р

Я g ф хо

Э х Ф .

Х Р, ео

Э й

И о

3х3 III

Ж Рю

° Ф iil н о

Э

l3l

I

I т.3 (Ч (Ъ

1

Ъъ I

O I х" — 4

<б

Р 1

О1

333 1, н

O1 оъ

<б I с.3

Рi I

О I

I 1 а х — — ч

„Д l I

1. I 1 дР 1 1

EV I 1 о х-3 1 х 1

Э 1 х ь- — — — -

III I

A 1

Х 1 с3

Э I

Ф 1

1 l

Iil О а х3 1х) ЧЭ IIl 0Ъ с3 РЪ х-3 СО РЪ

Ю in

РЪ 1Р IIl C) ("Ъ -1 300 х3

IA . 33Ъ Iil

0Ъ (Ч Ю Iil о

РЪ х-1 CO 3 а Ю 33Ъ

CO CV L0 O

РЪ Сх3 х-4 CO ОЪ

О 33Ъ С3 О ED ОО IO Iil Сх3

Г Ъ СЧ г ОО х-!

1016296

Составитель T. Мартинская

Техред E Кастелевич Корректор Е, Рошко

Редактор Н. Рогулич

Заказ 3314/23 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фил фл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 (М

Как видно из таблицы предлагаЕмая ., строительные растворы (связуюоксиалкилцеллюлоза,благодаря стабиль- щее). ности вязкости ее водных растворов Применение оксиалкилцеллюлозы, полув щелочной среде, может со значитель- ченной согласно .предлагаемому спосо- носбольшей эффективностью использот бу, позволит снизить расходные нормы ваться в таких щелочных водных си- 5 этого важного для народного хозяйстемах, каК буровые растворы (реагент- ства полимера, по сравнению с из.стабилизатор ), светочувствительные вестной оксиэтилцеллюлозой при про пасты (загуститель ), цементные и чих равных условиях.