Способ получения ацетатов целлюлозы

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОаЛ офаботкой активированной целлюлозы ацетклируюшей смесыо, СОСТОЯ11ШЙ из уксусной кислоты, уксусного ангидрида и серной кислоты, в две стадии с последующим вьшелением целевого продукта, отличающийс я тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса, для обработку на первой стадии используют ЗО-33% от содержания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты и 5О-6О% от содержания в ацетилирующей смеси серной кислотъи i 00 СО CD Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

O9) ИИ : 3(д) С 08 В 3/06

Ъ Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3381073/23-05 (22) 15.01. 82 (46) 07, 08.83. Бюл. Ив 29 (72) М. Я, Иоелович, И. Ф. Кайминь, .

Е. М. Евлева и В, П. Карливан. (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химии древесины

АН Латвийской CCP (53) 877.464 (088.8) (56) 1. Роговин 3. А, Основы химии и технологии химических волокон. М., "Химия, 1974, т. 1, с. 466-469. 2. Бытенский В. Я., Кузнецова Е.П.

Производство эфиров целлюлозы. Л., Химия, 1974, с. 54 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ AI1ETATOB ЦЕЛЛЮЛОЭИ обработкой активированной целлюлозы ацетилирующей смесью, состоящей из уксусной кислоты, уксусного ангидрида и серной кислоты, в две стадии с последующим выделением целевогo продукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса, для обработки на первой стадии используют 30-33% от содержания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты и 50-60% от содержания в ацетилирующей смеси серной кислоты.

gg33499

Изобретение относигся к производств ву эфиров целлюлозы и может быть использовано при нолучении волокон, пленок, пластмасс и лаков на основе ацетатов цел полозы. 5

Известен способ гомогенного получения ацетатов целлюлозы в среде уксусной кислоты обработкой предварительно активированной целлюлозы смесью уксусного ангидрида, уксусной кислоты и серной кислоты (катализатора) при содержании уксусного ангидрида в смеси около 50% содержании катализатора до 10% и модуле целлюлоза: ацетилирующая смесь

1; а-l: 10 1 . 15

Наиболее дорогостоящим реагентом при ацетилировании является уксусный ангидрид, стоимость которого составляет значительную часть затрат на производство конечного продукта, причем выделить непрореагировавший уксусный ангидрид из вязкого раствора ацетата целлюлозы в реакционной среде (сиропа) практически не удается и он необратимо теряется при выделении1 ацетата целлюлозы. Поэтому проведение процесса ацетилирования целлюлозы с повышенным содержанием уксусного ангидрида (50%) в ацетилирующей смеси значительно удорожает производство ацетатов. Однако снижение содержанйя ук сусного ангидрида в смеси ниже 50% резко уменьшает скорость реакции, что, приводит к увеличению продолжительности и уменьшению производительности про- 35 цесса ацетилирования, а также к ухудшению качества конечного продукта.

Увеличение содержания катализатора свы ше 10% для.повышения скорости ацетилирования неприемлемо, так как приводит 40 к ухудшению стабильности ацетатов, уменьшению их степени лолимеризации и снижению физико-механических свойств.

Наиболее близкий к предлагаемому 4> является способ получения ацетатов целлюлозы ацетилированием активированной целлюлозы уксусным ангидридом в среде уксусной кислоты в присутствии серной кислоты в качестве катализатора.

Активацию целлюлозы проводят ледяной уксусной кислотой. Ацетилирующую смесь вводят последовательно сначала активированную целлюлозу обрабатывают уксусной кислотой, содержащей 1, 5% серной 55 кислоты, а затем проводж обработку уксусным ангидридом, во время которой проходит этерификация (2) .

Недостатком известного способа является длительность процесса ацетилирования (не менее 1, G,÷), что делает невозможным сокращение продолжитель ности всего процесса, Белью изобретения является сокращение продолжительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения ацетатов целлюлозы обработкой активированной целлюлозы ацетипирующей смесью, состоящей иэ уксусной кислоты, уксусного ангидрида и серной кислоты, в две стадии с последующим выделением целевого продукта, для обработки на первой стадии используют 30-33% от соФ держания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты и 50-60% от содержания в ацетилирующей смеси серной кислжы, Предлагаемый способ проведения процесса ацетилирования значительно увеличивает его, скорость. Благодаря повышению скорости процесса ацетилирования при двухэтапном его проведении содержание уксусного ангидрида в ацетилирующей смеси может быть снижено.

Обработку уксуснокислым раствором фатализатора на первом этапе проводят при комнатной температуре (20-25 С) в течение 10 мин. Повышение температу ры обработки приводит к деструкции целлюлозы, что ухудшает качество ацетатов.

Увеличение продолжительности обработки свыше 10 мин не влияет на скорость . ацетилирования. Концентрация катализатора в уксусной кислоте при обработ-. ке составляет 2-4 %, Меньшие концентрации затрудняют регулирование жидкостного модуля, а большие — осложняют равномерность обработки и ухудшают воспроизводимость .реэулыгатов.

На фиг. 1 приведена зависимость константы скОРОсти ацетилирОвания От содержания уксусного ангидрида в смеси при ацетилировании цо известному способу {кривая 1) и пРедлагаемому способу (кривая 2); на фиг. 2 - зависимость константы скорости ацетилирования от содержания катализатора (в процентах) от его общего количества на. первом этапе ацетилирования целлюлозы по предлагаемому способу.

Для ацетилирования используют целлюлозу маркИ "Флоренье, предварительно активированную уксусной кислотой"при модуле 1;1, температуре 50 С в течение 1 ч. з 103

Пример 1. Активированную целлюлозу обрабатывают 3%-ным ук, сусно-кислым раствором катализатора, содержащим 50% от общего количества

1щтализатора (т.е. 5% от массы целлк лозы) и 30% от содержания в ацетилир тцей смеси уксусной кислоты, в течение

10 мин нри комнатной температуре. Затем добавляют смесь уксусного ангидри- да, и остального количества уксусной кислоты и катализатора (серной кислоты) при содержании уксусного ангидрида 30% от общего количества реагентов. Температуру реакции после этого поддерживают 40 С. Жицкостный модуль составляет 1: 8, Пример 2. Активированную целлюлозу обрабатывают 3%-ным уксуснокислым раствором серной кислоты, содержашим 60% от общего количества катализатора и 33% от содержания в ацетилирующей смеси уксусной кислоты

50

0,06

0,07

О, 08

О, 026

Известный

Проаолжение таблицы

620

61,8 62,0

62,0

315

315

61,7

610

Известный

3499 4 в течение 10 мин, при комнатной тем пературе, Затем добавляют смесь уксусного ангидрида, уксусной кислоты и катализатора при содержании уксусного ангидрида 33% от общего количества ую- раегентов. Температуру реакции после о этого поддерживают 40 С. Жидкостный модуль составляет 1: 9.

Пример 3. То же, что и в прит0 мере 2, только содержание уксусного ангидрида составляет 35% от общего количества реагентов, а. жидкостный модуль составляет 1: 10.

Кинетические характеристики про15 цесса ацетилирования, свойства сиропов и ацетатов, полученных ло извест -. ному и предлагаемому способам, приведены в таблице.

Полученные результаты показывают, 20 . что предлагаемый способ .позволяет сократить длительность процесса ацетилирования в 2,5 раза.

: 033499

М, au&

РОЮ

ОЩУ

7Х

4; М

Pug Z

Составитель Т. Мартинская

Редактор H. Рогулнщ Техред Т.Маточка Корректор О. Билак

Заказ 5555/25 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж335, Раушскаи наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4