Способ получения аммониевой соли карбоксиметил-целлюлозы

 

(1!1990762

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик — 1 (6t) Дополнительное к авт. сеид-ву(51) М Кп 3 (22) Заявлено 190881 (21) 2905792/

3333928/23-05 сприсоединением заявки М

С 08 В 15/04

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет 07. 04. 80

)53) УЙК 661. 728.

° 8{088 ° 8) Опубликовано 2301,83. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 230183 с

". . °, Т.Е. Ивченко, Л..П. Козлова и Т.A ЖфушкзойЪ . т (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИОНИЕВОЙ СОЛИ

КАРБОКСИИЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к получению водорастворимых высокомолекулярных производных карбоксиметилцеллилозы и может быть использовано в радиоэлектронной технике для получе- ния "зарядчиков" — стабилизаторов при производстве конденсаторов методом электрофореза, а также в качестве загустителя печатных красок, пропиточного материала в текстиль.ной и бумажной промьхаленности, связукхцего материала в трубках флуоресцентных ламп, в качестве упаковоч» ной пленки, промежуТочного продукта.

Известен способ получения аммониевой соли карбоксиметилцеллюлозы в две .стадии. На первой стадии действием минерапьных. кислот на натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы получают собственно карбоксиметилцелЛюлозу, обозначаемую как Н-Форма или Н КИЦ. Она является более сильной кислотой, чем уксусная или угольная, и при обработке газообразным аммиаком или углекислым аммонием дает аммониевую соль карбоксиметилцеллюлозы (NH4-КИЦ). Реакция образования NH4-КйЩ нейтрализацией углекислым аммонием протекает медленно и в результате образуется

NH4-КИЦ в виде гранул или хлопьев.

Если Н-КИЦ нейтрализуют аммиаком, то реакция протекает быстро н сопровождается сильным экзотермическим эффектом (1).

Недостатком указанного способа является то, что процесс получения

ХН4-КИЦ протекает в две стадии, он длителен, а продукт получается либо в виде нестабильного геля, либо в виде порошка, загрязненного избытком углекислого азаиония.

Наиболее близким к предлагаемому является способ -получения амаониевой соли карбоксиметилцеллюлозы, согласно которому 0,4 вес.ч. Na-КИЦ растворяют в 100 вес.ч. горячей (70 С) воды при интенсивном перемешивании. Затем полученный раствор ° фильтруют в горячем состоянии и продавливают через колонку, запол- . ненную деминерализованной смолой, при 50-60 С. Концентрация катиона натрия уменьшается до 0,5%. сиатекаюший коллоидный раствор Н-КИЦ обрабатывают 28%-ным водным раствором аммиака и получают разбавленный

30 0,4%-ный раствор йН -КМЦ (2).

990762

К суцественным недостаткам известного способа относятся большое число операций (растворение Na-КМЦ в горячей воде, перемешивание, фильтрование, заполнение колонки деминерализованной смолой, продавливание 5 раствора Na-КМЦ через колонку, обработка аммиаком), необходимость регенерации ионообменной смолы, получение основного продукта в виде крайне разбавленного (0,4Ъ-ного водного раствора) .

Целью изобретения является получе- ние деленого продукта с низким содержанием золы и сокращение и упрощение процесса. 15

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения аммониевой соли карбоксиметилцеллюлозы обработкой натриевой соли последней соединениями аммония, в качестве соединений аммония используют аммо-. ниевую соль неорганической кислоты, для обработки используют порошкообразную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и обработку проводят 25 при соотношении натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и аммониевой соли неорганической кислоты 1:3-5 (моль) с постоянным удалением побоч- . ных продуктов из сферы реакции.

Способ можно проводить предварительно обрабатывая порошкообразную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 10-15%-ным водным раствором неорганической кислоты с проведением обработки 70-80Ъ-ным спирто-водным раствором аммиака при соотношении натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, кислоты и аммиака

1:1,5-2,5:2-4 (моль).

Пример 1. Навеску Na-КМЦ (степень замещения 55, степень полимеризации 500) в количестве 96,8 г (0,4 моль) смачивают 70-80%-ным раствором этанола и заполняют ею стеклянную трубку (диаметр 38 мм, высота 4 50 мм), снабженную фильтром и краном.

Затем проводят обработку насыценным раствором хлористого аммония (64,2 г (1,2 моль) в 800 мл 60Ъ-ного раствора этанола) с удалением продуктов реакции со скоростью

3-4 мл/мин. Время прохождения реакции 4 ч.

По истечении указанного времени H полученную ИН -КМЦ промывают

70-80Ъ-ным раствором этанола до бтсутствия ионов Na u Cg (900 мл), серным эфиром (200 мл), сушат под вакуумом и выгружают. Выход сухо- 60 го продукта составляет 98%.

Содержание золы в продукте 0,19%, а содержание азота 3,78%, что соответствует степени преврацения по азоту 99,9%. 65

П р и и е р 2. Нане<:» у Ча-КИП (степень замещения 70, степень полимеризации 450) в количестве 96,8 г (0,4 моль) смачивают 70-80%-ным раствором этанола и заполняют ею стеклянную трубку, снабженную фильтром и краном (диаметр 38 мм, высота 450 мм).

Затем проводят обработку насыщенным раствором NH4HCO>(158,1 r (2,0 моль) в 2500 мл 70Ъ-ного раствора этанола) с удалением продуктов реакции со скоростью 5-6 мл/мин.

Время прохождения реакции 6-7 ч.

После промывки 70-80%-ным раствором этанола до отсутствия ионов Na и НСО (900 мл) полученную Я!4-КМЦ обрабатывают серным эфиром (200 мл), сушат под вакуумом и выгружают.

Выход сухого продукта 98%.

Содержание золы в продукте 0,15%, а содержание азота 4,6Ъ, что соответствует степени превращения по азоту 99,0%. Причем, в качестве аммониевых солей можно испольэовать

NH и др.

Пример 3 ° Навеску Na-KNU,— технический продукт, содержащий основного вецества 50Ъ (степень замещения 85, степень полимеризации

500) в количестве 193,6 r (0,4 моль основного вещества) смачивают

15Ъ-ным водным раствором H SO@ и загружают в стеклянную трубку (диаметр

55 мм, высота 600 ми), снабженную фильтром и краном.

Затем Na-КМЦ обрабатывают 15Ъ-ной серной кислотой общее количество

15%-ной кислоты — 360 мл (0,6 моль)), удаляя продукты реакции со скорос-, тью 3-4 мл/мин ° Затем полученную

Н-КМЦ проьывают водой до отсутствия сульфат-ионов (проба с BaCI )

96%-ным спиртом (200-250 мл) и обрабатывают 500 мл 80%-ного спиртового-аммиачного раствора, содержацего 100 мл 25%-ного раствора аммиака (0,8 моль) .

После этого полученную МН4 -КМЦ промывают спиртом и эфиром (по

200 мп), сушат под вакуумом и выгружают.

Выход сухрго продукта 97,8%, считая на основное вещество.

Время прохождения реакции 5-6 ч.

Содержание эолы в продукте 0,05%, а содержание азота 5,1Ъ, что соответствует степени превращения по азоту 96,5%.

Пример 4. Навеску Na-КМЦ (степень замещения 70, степень полимеризации 450) в количестве 96,8 г (0,4 моль) смачивают 10%-ным раствором Н$04, загружают в стеклянную трубку (диаметр 38 мм, высота 450 мм) и обрабатывают 10%-ным раствором

H@SOA,. Общее количество 10Ъ- ной

Учб 7(. 3

Формула изобретений

Составитель T. Иартинская

Редактор Н. Егорова Техред А.Бабинец Корректор В.Прохнеш;<>

Заказ 50/34 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал llllp "ll TeHT", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 кислоты 900 ип (1,0 моль}. Продукты реакции удаляют со скоростью

3-4 мл/мин. Затем полученную Н-КИЦ промывают водой до отсутствия сульфат-ионов (проба с BaCI ), 96%-ным спиртом (200-250 мл) и обрабатывают

700 мл 70%-ного спирто-аммиачного раствора, содержащего 200 мп 25%-ного раствора аммиака (1,6 моль).

После этого полученную NH4-КИЦ

1 промывают спиртом и эфиром (по

200 мл), сушат под вакуумом и выгружают.

Выход сухого продукта 98,6%.

Содержание золы 0,02%, а содержание азота 4,64%, что соответствует степени превращения по азоту 99,9Ъ.

Причем, вместо 10-15%-ных растворов

Н S04 можно использовать растворы соляной и фосфорной кислот.

Использование предлагаемого способа получения аммониевой соли КИЦ с постоянным удалением побочных продуктов из зоны реакции позволяет, по сравнению с известным способом, получить основной продукт в виде чистого порошкообразного вещества с низким содержанием эолы (0,2%), ;высокой степенью превращения по азоту (7 99%) и высоким выходом (98%).

При осуществлении предлагаемого способа отпадают такие трудоемкие операции, как растворение высокомолекулярного вещества Na-КИЦ в воде, фильтрование полученного раствора, исключение работ под давлением, необходимость применения ионообменной смолы и т.п.

1. Способ получения аммониевой соли карбоксиметилцеллюлозы обработкой натриевой соли последней соединениями аммония, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения целевого продукта с низким содержанием золы и сокращения и упрощения процесса, в качестве соединений аммо10 ния используют аммониевую соль неорганической кислоты, для обработки используют порошкообразную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и обработку проводят при соотношении нат15 риевой соли карбоксиметилцеллюлозы и аммониевой соли неорганической кислоты 1:3-.5 (моль) с постоянным удалением побочных продуктов иэ сферы реакции.

20 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся - тем, что порошкообразную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы предварительно обрабатывают

10-15%-ным водным раствором неорга25 нической.кислоты, а обработку проводят 70-80В-ным спирто-водным раствором аммиака при соотношении натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, кислоты и аммиака 1г1,5-2,5:2-4 (моль), 30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Степанов A.Ñ. О загустителях печатных красок. — "Новые технологические процессы хлопчато-бумажноЗ го производства", Ярославль, вып. 35, 1976, с. 109.

2. Патент СШЛ Р 2824814, кл. 117-33.5, опублик. 1958 (прототип) .