Способ получения сульфатов целлюлозы

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения сернокислых эфиров целлюлозы, и может найти применение в производстве клеющих, суспендирующих и эмульгирующих веществ, Изобретение позволяет сократить длительность процесса сульфатирования целлюлозы до 3-10 ч вместо 12-48 ч за счет того, что целлюлозу обрабатьшают натриевой, калиевой, аммониевой или магниевой солью кислоты , где п 1,2, в среде диметил(Ьормамида в присутствии уксусного ангидрида в количестве 0,48-2,83 г на J г целлюлозы. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1381118 А1 (51) 4 С 08 В 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Р

uczq„„„,-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / „" )

К. А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "" "Egg ( (21) 4055508/23-05 (22) 15.04.86 (46) 15 03 88. Бюл. В 10 (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им.В.И.Ленина (72) В.И.Торгашов, А.В.Бильдюкевич, Е.В.Герт и Ф,Н.Капуцкий (53) 667.728.8(ОЬ8.8) (56) Патент США 1Р 4143226, кл.536-59, опублик. 1979 .

Авторское свидетельство СССР

119 1244151, кл. С 08 В 5/14, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВ 1ЦЛЛОЛОЗЫ (57) Изобретение относится к химической технологии1 в частности к способам получения сернокислых эфиров целлюлозы, и мокет найти применение в производстве клеющих, суспендирующих и эмульгирующих веществ, Изобретение позволяет сократить длительность процесса сульфатирования целлюлозы до 3-10 ч вместо 12-48 ч за счет того, что целлюлозу обрабатывают натриевой, калиевой, аммониевой или магниевой солью кислоты HzSnO „ где n = 1,2, в среде диметилформамида в присутствии уксусного ангидрида в количестве 0,48-2,83 г на 1 г целлюлозы.

1381118

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения сернокислых эфиров целлюлозы, и может быть применено в производстве клеющих суспендирующих и эмульгирующих веществ.

Цель изобретения - интенсификация процесса сульфатирования целлюлозы.

Пример 1. 2 г сульфатной цел- !ð люлоэы (Ц) (СП=560 ) помешают в колбу, снабженную мешалкой, добавляют из-. мельченный сульфат натрия (Над БО q) в количестве l 3 г, 27,2 г диметилформамида (ДИФЛ), 3,4 г оксида азота (N O „) и 0,96 г уксусного ангидрида (УА). Укаэанные компоненты перемешио вают при 25 С до образования гомогенного раствора, Через 3 ч реакции в раствор при перемешивании добавляют

30 г изопропилового спирта. Осадок сульфата целлюлозы отделяют, промывают изопропиловым спиртом, растворяют в 100 r дистиллированной воды,рН по- . лученного раствора доводят до 8 до- 25 бавлением насыщенного раствора карбоната натрия.

Очистку сульфата целлюлозы от низкомолекулярных примесей осуществляют методом диафильтрации до полного уда-30 ления сульфат-ионов. Очищенный раствор концентрируют упариванием до 20 г, после чего осаждают целевой продукт добавлением 50 г иэопропилового спирта. Осадок промывают изопропиловым спиртом и высушивают под вакуумом при .60 С, Выход натриевой соли сульфата целлюлозы 2,36, содержание серы 5,3 . (С3=0,32).

При сульфатировании не наблюдается выделение тепла и газа.

Пример 2. Готовят раствор сульфатной целлюлозы (СП-600) в смеси диметилформамид — оксид азота (1Ч) 45 при следующем соотношении компонентов: целлюлоза 2; ДМФА 27,2; оксид азота 3,4, К полученному раствору добавляют 2,1 г бисульфата натрия (NaHS0 ) и l 6 г уксусного ангидри—

4 о 50 да. Смесь перемешивают при 10 С в течение 10 ч. Далее поступают как описано в примере 1.

Выход натриевой соли сульфата целлюлозы 2,6 г, содержание серы 8,5 . (С3=0,5).

Аналогичные результаты получены, если к смеси 1,6 г уксусного ангидрида, 3,4 г оксида азота и 27,2 г

ЦИФА добавляют 2,! г бисульфата натрия и 2 г целлюлозы и при перемешивании выдерживают 10 ч.

П р и и е р 3, Растворяют 2 г целлюлозы (СП=800), 40 г ДМФА, 3,4 г оксида азота (1 7) и 1,6 r пиросульфата натрия (Na S <0,), К полученному раствору приливают 2,2 г уксусного ангидрида и выдерживают при 20 С в течение 8 ч. Выделяют целевой продукт как описано в примере

Выход натриевой соли сульфата целлюлозы составил 2,96 г, содержание серы 10,6 (С3=0,81), Пример 4, 2 r сульфатной целлюлозы (СП-560) растворяют в смеси

3,9 оксида азота (1V) и 34 г ДМФА, При непрерывном перемешивании (температура раствора 15 С) в раствор вводят 2 г пиросульфата калия (К S О,}. и 2 г чксчсного ангидрида, Реакционную смесь выдерживают в течение 9 ч, а затем прерывают реакцию добавлением 40 г ацетона и 10 г уксуснокислого калия. Образовавшийся осадок растворяют в 150 г дистиллированной воды, нейтрализуют 20%-ным раствором гидроокиси калия до рН 9. Раствор подвергают очистке от ниэкомолекулярных примесей методом диализа с использованием целлофановой мембраны. Диализат концентрируют в 10 pas упариванием под вакуумом и добавляют 50 г ацетона, Осадок промывают ацетоном и высушивают под вакуумом при 60 С.

Выход калиевой соли сульфата целюлозы 3,11 г, содержание серы 9,7 (С3=0,76).

Пример 5. Древесную сульфитную целлюлозу в количестве 2 г обрабатывают смесью 29 г ДМФА, 3,4 г оксида азота (1V) и 1,3 г уксусного ангидрида, перемешивают при 20 С в течение 20 мии, добавляют 1,21 г порошка безводного сульфата аммония, перемешивают 9 ч. Вязкую реакционную смесь формуют на зеркальной поверхности в виде пленки, которые промывают изопропанолом, затем изопропанолом с добавлением 5 . аммиака и вновь изопропанолом, после чего высушивают, Полученные пленки аммониевой соли сульфата целлюлозы полностью растворимы в воде, вязкость 1 -ного водного раствора при 20оС составила !30 сП.

В ИК-спектре нет признаков нитратных или ацетатных групп. Выход 2,79 г, содержание серы 9,82% (C3=0,71).

l38lll8

Выход магниевой соли сульфата целлнтлозы 2,6 г (03=0,55).

Результаты экспериментов представлены в табл,l. .Для сравнения проведены контрольные опыты, выполненные согласно известному способу, В табл.2 приведены результаты экспериментов с использованием солей кислот Б„БпОэ„„, »о без добавления уксусного ангидрида.

Формула изобретения

Способ получения сульфатов целлюлозы обработкой целлюлозы натриевой, калиевой, аммониевой или магниевой солью кислоты HySnO >, где n = 1,2, в среде диметилформамида, о т л и ч ающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса, обработку проводят в присутствии уксусного ангидрида в количестве 0,48-2,83 г на

1 r целлюлозы.

Таблица) Выход, r

СЗ

Время реакции,ч

Опыт Тип со- Соотношение компонентов, г одержание УА, /г целюло эы ли

Ц N 0 4 ДЕФА Соль

УА

0,48

3,4 27,2 1,3 0,96

34272)328

),4

314 40вО 2ю6 5ю66 2ю83

3,4 27,2 1,3 0,5 0,25

5,5

3,4 40,0 2,6 1)

3427222)6

0,8

3 4 40эО 2е6 2в2 i 1

0,8

3923507))6

3,9 34,0 2,0 2,0

Зэ4 2712 214 ) 16

),0

0,8

KHSO 2 (ИН ) БО 2

Ы HSO

MgSO. 2

0i65

l 2) ),3

),О 1,6

3,4 29

3,4 29

0,8

3,4 27у2 2,2 ),8 0,8

Ук сусный ан гидрид,;

+ — Контрольные епыты, приведенные для сравнения и иллюстрирующие влияние уксусного ангидрида при выходе эа количественные ограничения, укаэанные в формуле изобретения, Поступают аналогично описанному выше с тем отличием, что вместо сульфата аммония используют ) r бисульфата аммония и 1,6 г уксусного ангид- 5 рида. Выход аммониевой соли сульфата целлюлозы 2,8 r содержание серы

)Q,24Х (С3=0,75).

П"р и м е р 6 ° Растворяют 2 r целлюлозы сульфатной (СП-560) в сме- 10 си 27,5 г ДИФА, 3,4 r оксида азота ()Ч) и 2,2 г безводного сульфата магния, К полученному раствору добавляют при перемешивании 1,8 r уксусного ангидрида и через 6 ч 30 r ледя- )5 ной воды. Сульфат целлюлозы осаждают в 60 г иэопропанола, осадок промывают 25 r изопропанола и растворяют его в 70 г воды, содержащей 3 г оксида магния. Раствор магниевой соли 20 сульфата целлюлозы центрифугируют для удаления избытка оксида магния и далее поступают аналогично примеру 1, l Na@SOq 2

2 2

3 2

4 2

5 2

6 NaHSO 2

7 Na

g н 2

9 К S@Oq 2

3 0,32 2,36

8 0,34 2,38

9 0,47 2,55

48 О 07 2 02

9 0,52 2,70

10 2,68

)О 0,81 2,96

8 Оэ50 2160

9 0,76 3,11

10 0158 2в78

9,3 0,71 2,79

9ю3 0175 2 ° 85

6 0,55 2,6

l383ll8

Таблица 2

СЗ Выход, r

Состав реакционной смеси, r

Время реак ции, ч

О у ) ФА (соль тип

27,2 2,6 (Na

27,2 !,6 (Na

27,2 2,6 .(Na>SO )

27,2 2,3 (NaHSO )

23,5 0,7 (На Я О ) 48

2,28

0,32

1 2 3,9

2 2 3,9

2,22

092l

2,0

3,4

2 3,4

0,46

2,53

2,37

24

0,33

5 2 3,9

Составитель Т.МартинскаяТехред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Редактор И. Киштулинец

Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Заказ 2293 йронэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4