Способ получения искусственных губок

 

Класс 39 t. 14

Ко 44350

ОПИСКИНЕ способа получения искусственных губок.

К авторскому свидетельству А. Л. Экдли"! и 3. Э. Т :,льман, заявленному

7 апреля 1935 года 1 спр. о перв. _#_o 166964}.

О млйчQ pBtopcKor cBHQOTp. IbcTBB ony6 " f onavo ЗО сентsáð 1935 roaa. (197) Сущность получения вискозных губок как по патентной так и специальнои литературе, как известно, сводится к тому, что раствор ксантогената целлюлозы смешивают с п эрообразующими твердыми водорастворимыми или легко плавящимися веществами. Коагуляция и разложение ксантогената наступает после смешивания с вышеуказанными веществами вследствие воздействия на вискозу растворов различных солей, кислот и т. д. или же коагуляция и регенерация целлюлозы происходит под влиянием термической обработки. После удаления порообразующих веществ тем или иным способом полученная губчатая масса (губка) подвергается операции промывки, отбелке и высушиванию.

Изложенный принцип получения губок широко описан в целом ряде патентов и журнальной литературе, например: герм. пат. ¹No 280111, 435487, 450153

512748 и 561120, австр. пат. K-" 134206, франц.пат. № 36602,швейц.пат. ¹ 142754, журналы Ifunststoffe № 7, 1932 г. стр.

147, Nitrozellulose Ne 6, 1932 г. стр. 109, Ко1! oid-Zeitchrift ¹ 57 (дек.) 3 931 r.

3 том, стр. 17.

Получение по вышеуказанным патентам губок обусловливает в большинстве случаев необходимость введения большого количества волокнистых веществ для придания губкам соответствующей крепости против механических воздействий при мытье, чистке и т. д Смешивание вискозы с волокнистым веществом является черезвычайно сложной опе-! рацией не только в отношении осуществления процесса смешивания волокна с вискозой вследствие образовання больших комьев, затрудняющих введение и распределение порообразующих веществ, но и ограничивает возможность применения вискозы различной зрелости, так как возникает опасность коагуляции массы в процессе заиешивания. Однако, независимо от количества добавляемого волокна, полученные губки не достигают необходимой крепости. Отрицательным фактором в процессе изготовления губок практикующимся методом является присутствие щелочи в свободном и связанном состоянии, концентрация которой на протяжении всего производственного процесса сильно действует на регенерированную целлюлозу с момента смешивания вискозы с порообразующими веществами до завершения операции промывки. В особенности, при термической обработке масс, под давлением при повышенной температуре паром или кипячением в воде, щелочь весьма сильно действует на целлюлозу, к тому же отмывка щелочи от губки является также сложной и длительной операцией и может быть усксрена только при условии дополнительной промывки в кислой ванне, которая своим воздействием на гидроцсллюлозу понижает качество губ ки. K недостаткам применения солей в ! качестве порообразующих веществ относится их растворимость в вискозе; в связи с этим увеличивается количество добазляемых солей, например, на 1 ч. вискозы приме15IIoT до 7,5 ч. N

Полученные известными в технике сг"сооями губки в больш;и!стве cëó-П10; имеют серый цвсг еОтссь1Й «, cTènnpTcë при дополнительной операци1;. и Tápël;H, для получения белого цвегя1, но В то же

Врел!51 отбелка Влi" яет и!1 Крепость це,1люлозы и удорожает 11pîèçnoTcTHO.

Литература и опыты виско.-!00 .«ря- l батывяющеи промышленно..:TI. по;твсржДаЮт, ITO РОД ССЯДИтЕЛЕй И Двл Г! IP. физические факторы играют ре1ПH!0lljyIQ роль при коягуляции вискозы::! р -;сперации целлюлозы, о:;азывя5- большое; влияние на структуру и форму, п;.Hеже на механические свойства полученных

ПРОДУКТОВ ЦЕЛЛ!ОЛОЗЫ

Авторами найден способ получения вискозных г убок, яьляю1цийся и полне отличным как по своему физическому, так и химическому процессу, обеспечивающий высокое техническое каче ;.:во целлюлозных губок, характеризующийся совершенно о!тределенным химическим ) взаимодействиел! между применяс ..ыми компонентами. Авторы, изучив процесс получения вискозных губок, убелились в том, что для устранения всех вышеописанных отрицательных свойств пслу- I ченных губок по пряктикуlсп1ил!ся методам и для облегчения техноло;.иче-

СЕОГО IIPOUPCCQ НРООХОДИМО ПОИМРН5!ТЬ порообразующие реягенты, способные связать свободную и связанную щело.ь,; произвести коагуляцию вискозы и реге- нерировать целлюлозу, причел.: главным свойством этих реаген" îâ является их нерастворимость в воде. Их физические i воздействия в процессе коагуляции п регенерации воспроизводят особую до сих пор ец;е не полученную в техни;.е, структуру целлюлозного продукта. !!-!я I ряду с этим идет образование нейтгальных растворимых соединений и пог!ПН5! нейтрализация реакционной массы. 3ля достижения этой цели полностью оказались пригодными высокомолекулярные, твердые, водонерастворимые, легкo омыляющиеся вещества, например, канифоль, связывающая свобод.1ую не связанную щелочь на холоду в по- рошкообразном или другом виде измельчения.

При смеши В янии Вискозы с канифолью последняя омыляется под влиянием содержащейся в вискозе свободной щелочи (едки!! на I p) с обр зованием сос THåTcTâóþùåã0 натроппогп мыла.

Опыление канифоли приводит, няl:0" 1 „ е связыьянпю всего количества присут:.В,. у10П!ей спооо !Зпсй ш,е.-.о:!и. Зтил1, 011пя кс, !Iе зяея1! !!!Вя ется хил!ический

np0:,pcc дейст!;;!51 канифоли, но смоля-!!э!е еислоть; эстуnn!OT также в реакцию !!еллюлозы, с сбразовянием натриевого

М1;ЛЯ., !ЗЛИШНЕ /ПСЛIИIIЯТЬ О ТОМ, ЧТО

«се другие щелоч!„1e ссе"инения, присутствующие в вискозе, например, NHS рею ируют с канифолью, так*что в конце

:он.!Oâ наступает момент, когда вся щелочь связана и масса совершенно нейтральна. Эта нейтральная среда, BKQTOрой образуется вискозная губка, остается в продолжение всего процесса работы и является одним из важнейших факторов, ведущих к получению продукта целлюлозы, отличающегося вы неописанными свойствами. Химический процес- омыления канифоли и связанной с ней полной нейтрализации реакционной массы может быть подвергнут точному наблюдению пробой индикатором .,феиолф-алеином). Также и внешний вид реакционной массы дает возможность судить о ходе химической реакции. Первоначально кашицеобразная, сравнительно жидкая масса е концу нейтрализации свободной щелочи затвердевает вследствие наступаю!пей коягуляции. Окончание нейтра".HçàHHH и химическое действие канифоли На связанный ксанто"епатом натрии хяракгсризуется 1 ереходом желто, :; окраски массы, соответству!о цей цвету вискозы, в темно-зеленый цвет.

С исчезпсвепие .. желтого цвета вискозы реакционная масса с;"ановится . ей."ряль,!ой. Весь процесс нейтрализации тоеОУЕ-,, В ЗЯВИС:IМОСТИ OT ВЕЛИЧИНЫ ЧЯСТИЦ измельченной канифоли, От несесльких минут до 2 — 3 часов. С- нейтрализацией всей целочи в вискозе, однако, не кончается действие канифоли ня ВHcêîçó, о в дальнейшем она вызывает разложение ксяптсгена:a и регенерацию целлюлозы. Зтя стадия деиствия канифоли пВ вискозу cÎnровождается, на ряду с

q «Oq;>!НУТЫМ ЗЕЛЕНI!М ОЕ! ЯШИВЯНИЕМ, HP-! значительным уменьшением объема реакционной массы, вследствие чего часть вязкого смоляного мыла выступает из массы на noaepõíoñòь. Эта постепенно продолжающаяся и равномерно развивающаяся коагуляция вискозы и реге- нерация целлюлозы является следующим t важным фактором, приводящим к достижени;о особых сзойсгв полученной вискозной губки, и данный процесс су-:, щественно отличается в этом отношении, от известных способов, при которы.; коа- гуляция происходит благодаря сильно действующим на целлюлозу электролитам в роде солей -;,è кислых солей, растворы которых часто применяют при повышен-, ной температуре или под давлением. По- лученные гри омылении канифоли мыла,, которые по мере их образования раство- ряются в находящейся воде, представляют собой слабый электролит, не действующий на регснерированную целлюлозу, но действующий при коагуляции вискозы и возможно так же при разложе-, нии ксантогената. Мыло, распространяющееся постепенно в растворенном состоянии по мере образования по всей массе вискозы, вызывает в последней наблюдае- мую под микроскопом в готовой губке капиллярность стенок, являющуюся ре-; зультатом большой водовсасывающей I

cIIocooHocTH пор полученной губки.

Химическое и физическое влияние, канифоли сказывается не только в связи: с непосредственной коагуляцией вискозы, и регенерацией целлюлозы, но и по отно-, шению к образовавшимся при этом процессе остаткам ксантогената и другим содержащимся в вискозе веществам.

Отщепленный при регенерации целлюлозы сероуглерод, т. е. остаток ксантогеновой кислоты, в виду растворимости канифоли в сероуглероде, поглощается полностью канифолью. Образовавшееся при нейтрализации смоляное, мыло поглощает в дальнейшем все другие встречающиеся в вискозе соединения, как например, ih a,S, Ха.S0„

Ха,БО, и др., когорые при процессе удаления мыла также удаляются. По окончании процесса регенерации целлюлозы имеется наличие гродукта, содержащего, ;1 кроме чистой целлюлозной массы, только смоляное мыло, поглотившее полностью все примеси вискозы.

Объем пор определяется величиной зерна, дающего возможность получить губки с высокопоглотительными и водоудерживающнми свойствами. Последние свойства обратно пропорциональны величине зерен применяемой канифоли.

Очень мелкой структуры губки с наименьшим ооъемным весом и хорошими механи .ескими свойствами получают, применяя измолотую в порошок канифоль. Для получения губок со структурой, сугцествующей в естественных губках, применяется в качестве порообразующего вещества смесь различной величины зерен канифоли, По окончании регенерации целлюлозы структура последней уже так прочна, что массу можно годвергнуть дальнейшей обработке.

Если же дают реакционной массе постоять в течение нескольких часов, то еще больше увеличивается стойкость целлюлозной структуры.

Отвержденная масса извлекается из формы и подвергается дальнейшей обработке в кипящей воде в течение времени, необходимого для удаления смоляного мыла. Операцию последней промывки возможно провести в присутствии омыленных калиевых и натриевык жирных кислот. Точно так же промывку можно ускорить путем повторного отжимания губки с помощью пресса или вальцев. Огерацию удаления смоляного мыла можно с успехом осуществить отмывкой в органических растворителях, как например, ароматических углеводородах и т. д. Удаление смоляного мыла может быть осуществлено при термической обраоотке, например, горячим воздухом с последующей промывкой в воде или в органических растворителях, или же удаление смоляного мыла можно провести под давлением при температуре от 40 — 180 .

Освобожденная от смоляного мыла губка обладает совершенно белым цветом и не нуждается в какой бы то ни было отбелке. Преимущество получения губок белого цвета заключается в том, что процесс окрашивания протекает очень легко и дает возможность получить тона всевозможных оттенков. Точно так же добавление красителя может быть осуществлено при операции смешивания массы или же краситель мож т быть добавлен к самой вискозе. Промытую губку сушат любым сугцествующим в технике способом, например, теп- лым воздухом, под вакуумом и т. д.

Для специальных целей можно приба- 1 вить к смеси вискозы и порообразовя-, теля волокно растительного, животного или минерального происхождения.

К канифоли в виде порообразователя могут быть части .но добявлень: раство- римые и воде вещества, как í-.ïðèìåð, ХЯ,ЬО, . 10 N O; Na SO,; МЯС1 и др. днако, для достижения хороших результатов канифоль добавляется вколичестве, достаточном для нейтра. !êaan!a:, общей щелочкости вискозы. Для получения специальных губок, кяк-то: губок с наименьшим объемным весом прямее-! няется более разбавленная вискоза к сочетании с порообразовятелями рязли i ной величины зерен.

Освобожденное при промывке смоляное мыло осаждается при охлаждении, но может быть вы солено существующими способами.

П р им ер 1. Смешивают 100 ч. Вискозы с 133,3 ч. канифоли, измельченной до необходимой величины зерен и заполняют массой форму. По истечении времени, необходимого для полной нейтрализации и отверждения целлюлозного скелета, блоки подвергаются дальнейшей обработке по любому способу, описанному в тексте заявки.

П ри м е р 2. 100 ч. вискозы и 100 ч. канифоли в виде порошкасмешивяют. Процесс обработки, как указако в примере 1.

Пример 3. 100 ч. вискозы смешивают с таким количеством канифоли, которое необходимо для полной нейтрализации свободной и связанной ксяктогенатом щелочи. В массу добавля1от органический или минеральный наполнитель в количестве, соответствующем содержанию целлюлозы в вискозе, Массу подвергают дальнсйшим операциям и обработке, как указано в примере 1.

Пример 4. 100 ч. Вискозы смешивают с 10 ч. волокна. Полученную массу смешивают со 135 ч. канифоли. Обработка, как указано в примере 1.

Пример 5. 100 ч. Вискозы смешивают с канифолью в количестве. кеобхоДИМОМ ЧЛЯ КРИТРЯЛИЗЯЦИИ ВИСКОЗЫ, И добавляют 200 ч. Na SO„. или NaC1, или

ХЯ,SO4. 10 НЯО, Дальнейшая обработка„ как укязяко В примере 1.

Пример 6. 100 ч. вискозы разбавляют требуемым количеством воды и д:бявляют 250 ч. канифоли. Смесь подВерг;,ют дальнейшей обработке, как укаaà;K в примере 1.

П ", н м е р 7. 100 -.. вискозы и 135 ч.

Кан,.ФОЛИ СМЕП1ИЯЯЮ,-, ЗЯПОЛКяЮт фсрМу и оставляют для Отверждения, а затем подвергают обработке ь бензоле кли в ,;р..гом о.ггяничес,,ом растворителе.

П р v мер с. 100 !. вискозы р. 133,3 ч. канифоли Обрабатываю-. обык::ым образом к,Осле отверждения массу подверг» зт терми еской обработке при 40 — 90

;.< тех пор. пока выплавляе:ся жидкое смоляное,II>),",ð

Прим" р !3. 100 1. Вискозы смешиvaют с 150 ч.,lëáîé легко омыляюгцейся см Ольi. См-..c : подвергя От ОбряООтке, указанной в прia:,laðå 1.

Пр и и е р 10. 100;. вискозы смешивают с 133 3 ч. канифоли и после отверждения массу подвергают обработке водяным паром при атмосферном или повышенном давлении.

Предмет изобретения.

1. Способ получения искусственных губок из раствора ксантогената целлюлозы (вискозы) и порообразующих веществ, отличающийся тем, что в качестве порообразующего коагулирующего и регекерирующего целлюлозу реагента применя1от высокомолекулярные твердые водонепрокицаемые вещества, как например, канифоль, омыляющиеся под влиянием свободной и связанной с ксантогенатом щелочи.

2. Прием выполнения способа, означенного в п. 1, отличающийся добавлением к порообразующим веществам водорястворимых солей, как сульфат или хлорид натрия и др.

3. Прием Выполнения способа, означенного в и. 1, отличающийся тем, что отвержденную массу обрабатывают органи 1ескими растворителями с целью удаления смоляного мыла.

Тип. „11еча1чый Труд . Зак. 5456 — 200