Способ получения ацетил-целлюлозы

 

о 2фЯ1ф

Класс 12о, 6

1, ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа получения ацетилпеллюлозы.

K патентуин-ной фирмы «Компания промышленного алкоголя С. Ш.» (U. S. industrial Alcohol С ), в г, Нью-Иорке, Соед. штаты Америки, заявленному 26 февраля 1929 года (заяв. свил. ¹ 41669).

Действительный изобретатель ин-ц Л.М. Еурггарт(Lloyd Meeks Burghart) О выдаче патента опубликовано 30 ноября 1931 года. Действне патента распространяется на 15 лет от 30 ноября 1931 года.

При обычных способах получения ацетилцеллюлозы выщелачивают целлюлозу с ангидридом уксусной кислоты в присутствии крепкой (ледяной) уксусной кислоты и небольшого количества серной кислоты в качестве конденсационного средства. При этом получается ацетилцеллюлоза, растворимая в хлороформе и не растворимая или мало оастворимая в ацетоне. Можно, однако, получить и ацетилцеллюлозу, растворимую в смеси алкоголя и хлороформа.

Таку|о ацетилцеллюлозу можно дальнейшей обработкой перевести в более ценную форму, растворимую в ацетоне. Для этого, однако, являегся. необходимым введение воды в реагируюшую массу, с целью перевести излишек ангидрида уксусной кислоты в уксусную кислоту,при чем необходимо размешивание получающейся смеси, пока ацетилцеллюлоза не достигнет желаемой степени растворимости в ацетоне; при этом предполагается, что ацетилцеллюлоза частично гидратизируется. При таких способах крепкая уксусная кислота и излишек ангидрида уксус-! ной кислоты разбавляются при этом так, что по лучается разбавленная уксусная кислота, которую затем обратно превра-! щают в крепкую, с целью применения в производстве или для других надобностей. Стоимость этого обратного получения уксусной кислоты очень велика, что являет"я одной из причин дороговизны ацетилцеллюлозы.

Согласно предлагаемому изобретению, целлюлоза или производные целлюлозы ацстилнруются в жидкости, содержащей, вместо крепкой укусной кислоты, двуокись серы, предпочтительно в жидком виде. Благодаря этому удается избежать разбавления уксусной кислоты и, следовательно, всех расходов, связанных с регенерацией уксусной кислоты. Кроме того, получаемый продукт весьма ценен. Если вынуть из котла реагирующую массу, то двуокись серы выделяется в виде газа, который можно обратно перевести и жидкую форму, при чем выделение газа нз ! массы ацетилцеллюлозы делает ее сравнительно рыхлой и пористой, что облегчает промывание и дальнейшую обработку.

Ацетилирование, согласно предлагаемому изобретению, производится при помощи жидкости, содержащей ангидрид уксусной кислоты или иное ацетилирующее средство, а также двуокись серы, предпочтительно в жидком виде; могут быть применены также и серная кислота или иное конденсациснное средство. При ацетилировании целлюлозы двуокисью серы облегчается контроль реакции и получаемый продукт является вполне определенным и равномерным. Особые свойства обрабатываемой целлюлозы, ее физическое состояние и распределение играют меньшую роль, чем при обычных способах, в которых применяе . ся крепкая уксусная кислота. Даже менее ценчые

copTR Целлюлозы без труда поддаются обработке, так что затруднения при ацетилировании не возникают. Присутствие жидкой двуокиси серы делает кроме тсго продукт более равчомерным и бесцветным, чем обычно.

Хотя наилучшие результаты получаются при полной замене коепксй уксусной кислоты двуокисью серы, однако предлагаемый способ может быть осущестгляем и пои частичном применении крепкой уксусной кислоты и -.. и. средств, при чем соответственно уменьшается и количествО двуокиси серы.

Согласно видоизменению изсбрете .ия, предлагаемый способ может быть осу :..ествля ем применением крепкой уксусной кислоты в ссединечии с кетеном для получения ангидрида уксусной кислоты, которая служит в качестве ацетилирующего средства. Этот процесс моя;ет быть проводим и в присутствии целлюлозы, т.-е. ацетилирующая жидкость может состоять из крепкой уксусной кислоты, кетена и двуокиси серы. В атом случае, однако, излишек крепкой уксусной кислоты не является нужным или во всяком случае ее должно быть немногим больше, чем нужно для превращения вместе с кетеном в необходимое количество ангидрида уксусной кислоты. Вследствие этого в реагирующей массе не должно бь ть и лишка в -крепкой уксусной кислоте, которая затем разбавляется и должна быть регенерируема.

Если нужно получить ацетилцеллюлозу, растворимую в хлороформе или в смеси хлороформа с алкоголем, то реакцию или обработку прерывают, как только достигнута необходимая ступень ацетилирования. Если же нужна ацетилцеллюлоза, растворимая в аценоте, то массу подвергают дальнеишей обработке в том же самом котле. Применение жидкой двуокиси серы оказывается целесообразным и для этой дальнейшей обработки. В качестве. средст а гидратизации служит лучше всего вода или смесь воды с алкоголем, или только один алкоголь. В применявшихся дс сих пор спсссбах, при этой ступени процесса обработки, обычно добавл:!ëH уксусную кислоту. Согласно предлагаемому изобретен:го, вме" то э ого добавляют дополнительное количество жидкой двуокиси серы

Ужс H3BCCTHL!M HHAr!CTCH IIPOQBGPE4TCAbная гидратизация целлюлозы и последу сщсе ацети. ирование, при чем получают растворимую в аценоте ацетилцеллюлозу; само собо" разуме:тся что измененный таким образом процесс может бь.ть гровсд:и и в соединении с предлагаемым изсбретс: ем, При осуществлении предлагаемого изобретени» целесообразно пользоваться для реакц :ы закрытым котлом, выдержиг вающим определенное давление. L емпература и давление являются при ацстилиров внии пореже-:-юными. Ацетилирсэание рекомендуется проводить при температурах, не превыи;ающих 30,.учше всего проо т Î водить ацетилирсвание при 7 — ь и давлении около 1,8 т< на 1 ив. Сз!. Температура должна быть настолько низкой, чтобы давление лишь немногим превышало атмссб-,ерпсе.

l 1 р и м е р.— Сл сшивают 200 s целмслозы в виде бумажной массы, линтера и т, и. с 720, >. :.1 ангидрида уксусной кислоты (О5,,,), 3400 гг)о. с1. жидкой двуокиси серы и 5 с. обычной концентрированной сеснсй кислоты. Если исходным материалом является целлюлоза, то в котле получается ацетилцеллюло".,а, растворимая

xAopo(pop¹. Ацетилирсвание быть проведено и так, что получается ацетилцеллюлсза, растворимая в . хлоро. форме и алкоголе. Когда целлюлоза.или .-;нсе ее производное достаточно ацетилированы,— котел открывают и опоражнивают, предпочтительно таким способом, чтобы двуокись серы могла быстро испариться и удалиться в виде газа, благодаря чему масса ацетилцеллюлозы становится рыхлой и пористой. Если ацетилцеллюлоза получена в форме, растворимой в хлороформе или в хлорофооме и алкоголе, то является желательным произвести гидратизацию в том же самом котле, с теми же реактивами и с тем же самым катализатором. Пока производится добавление гидоатизирующего средства, в качестве которого лучше всего брать воду или разбавленный водою алкоголь, смесь энергично перемеш зают, чтобы обеспечить быстрое и равномерное распределение гидратизирующего средства в массе.

Смесь затем размешивают, пока ацетилцеллюлоза не достигнет желаемой степени растворимости в ацетоне. Для этого обычно требуется 18 в 24 часа или несколько более, В зависимости от температуры и других условий. Гидратизацию целе=ообразно пооводигь при б5 — iO, хотя можно пользоваться и иными температурами, в зависимости от условий работы. Вообще говоря, продукт полу "чается тем лучше, чем пои более низкой температуое пооведена гидратизапия. Затем массу погружа:-от в воду или Выдувают и распыля=от в соответств5 ющей атмосфере.

Предлагаемое изобретение не ограничивается применением ангидрида уксусной кислоты, так как можно пользоваться и до,:гими средствами ацетилиоования, наприм р ацетилхлоридом. Далее ангидрид уксусной кислоты может быть получаем и в самом пооцессе реакц и. путем взаимодействия ледяной уксусной кислоты и кетена, особенно если цены на кетен дешевые. Лучше всего вводить последний в ледяную уксусную кислоту, раствооенную в жидкой двуокиси сеоы. Эта жидкость является тогда хорошим средством ацетилировакия, к которому добавляют необходимое количество серной кислоты или иного конденсационного средства. Можно также заставить взаимодействать кетек с ледяной уксусной кислотой раньше, чем очи войдут в соприкосновение с целлюлозой; оба вещества могут Взаимно реагиООВать также и в поисутствии целлюлозы> образуя ангидрид уксусной кислоты, при чем серная кислота .1 Ожет быть добавлена непосредствекчî и уксусной кислоте или же при икон стугени прокесса.

В качестве средства конденсации, или катализатора, кроме серной кислоты, могут быть применены и другие кондексационкые срсдс."Ба, как например: хлористый цинк, фосфорная кислота, диметилсульфат, из которых каждое может быть ! примекяе.ю Вместе с жидкой дВуокисью серы для ацетклиоовакия или гидраткзации, или для обеих целей.

Пред:eт патен,а.

1. Способ получения ацетилнеллюлозы, оТ.., I, яящн:.Оя тем что ка целлюлозу действу.c T уксусным ангидридом в присутствии жидкой двуокиси серы или смеси ледяной уксусной кислоты с жидкой двуокись.о сеоы с применекием кокденсирующих средств или б=з ких, ! 2. Видоизменение способа согласно

I п. 1, отя=:чаищееся тем, что уксускый ангидоид заменяют ледяной уксусной кислотой с кетеном.

T1и.егрнфпн „Сонетсннй Печьтынн", Ые«еенл, «О.