Způsob degradace, aktivace a rozpouštění celulózy

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pro přípravu vláknotvorného roztoku celulózy je použit zkrácený postup katalytického odbourání a rozpouštění celulózy v systému diméthylsulfoxid-paraformaldehyd. K odbourání celulózy v dimetylsulfoxidu jsou použity katalyzátory typu alkalických kovů, hydridů a amidů alkalických kovů, alkoholátů a organokovových sloučenin. U celulózy odbourané jiným způsobem je možno po užít tyto látky DMSO bez kyslíku jako aktivátorů, zvyšujících reaktivitu celulózy a urychlujících rozpouštěcí proces. Katalyzátory a aktivátory usnadňují tvorbu metylcelulózy za kratší dobu, při nižších teplotách a s menším množstvím paraformaldehydu.

Text

Pozerať všetko

75 Aurtur vynálezu KACETL LUBOMIR ing. CSç., KUDLÁCE-K LADISLAV ing. CS 0., KAŠPAROVÄ ZDENKA ing. CSC., KREJČI FRANTIŠEK pDUÍ. dr. ing. OSC., PARDUBICEPro přípravu vláknotvorného roztoku celulózy je použit zkrácený postup katalytického odrbourání a rozpouštění celulózy v systému dímethylsulfoxid ~ pàraformaldehyd. K o-dbourání celulózy v dlmetylsulfoxidu jsou použity katalyzátory typu alkalických kovů,-hytdridů a aimidü alkalických kovů, alkoho~ A látů a orgtanokovových sloučenin. U celulóv zy odb-ourané jiným způsobem je možno po.užít tyto látky DMSO bez kyslíku jako akti vátorů, zvyšujĺcích reaktivitu celulözy a urychlujících rozpbuštěcí proces.Katalyzátory a aktívátory usnadñují tv 0 r~ bu metylcelulózy za kratší dobu, při .nižších teplotách a s menším množstvím paraťorm» aldehydu.vynález se týká způsobu degradace, akutiwace a. Ilůlzwpóülllšľlěľllĺĺ celulózy na polymeirační stupeň vhodný pm piřípnaivu zvlákňoveacíhno roztoku v systému dimetylsulfoxid - paraformadelhyd, přičemž katalyzační složka zároveň urychluje rozpouštěcí proces.V dosud známých postupoch pro přímé převedení celulózy do roztoku a zvlákň-ování těchto roztoků se používá řada látek. Největší pozornost se zaměřuje na rozpouštěcí systémy dimetylformamid, resp. dimetylsulfoxid ~ N 204, dimetylsulfoxid - paraformaldehyd a amin-N-oxidy. Uvádí se, že rozpouštěcí schopnost bezvodého systému dimethylsulfoxid-paraformaldehyid je téměř univerzální pro různé druhy celulózové suroviny. Rozpouštění celulózy probíhá po vzniku poloacetalu reakcí s formaldehydem. Přebytek formaldehydu je udáván vice než trojnásobný vzhledem k množství potřebnému pro reag-ování všech tří OH-skupin glukózověho článku řetězce. Reakční teplota stoupá v rozmezí B 0 až 130 °C. Rozpouštěcí proces je podle několika patentů urychlován přídavkem terciárních aprotických aminů, kysličníku fost-orečného, anorganických solí, pyridinu. Rychlost rozpouštění závisí na molekulové hmotnosti celulózy, která omezuje také dosažítelnou koncentraci zvlákňovacího roztoku.V dosud známých .postupoch je molekulová hmotnost celulózy upravena na požadovanou hodnotu kompllkovaným způsobem, tj. oxiudačním odb-ouráním alkalicelulózy vzdušným kyslíkem po dobu 20 až 36 hodin při 25 °C, následným vymytlm alkálie a sušením.Dosud uváděné způsoby odbourání celulózy se zaměřují na katalytické přídavky do máčecího louhu, nelbo alkalicelulózy, které odbourací proces sice urychlují na 6 až 8 hodín, ale vyžadují vymytí alkálie z alkalicelulózy a sušení. Časová a ekonomická náročnost tohot-o způsobu je v rozporu s jednoduchostí postupu přímeho rozpouštění.Podstatou předloženého vynálezu způsobu degradace, aktivace a rozpouštění celulózy v prostředí dimetylsulfoxíldu v kyslíkové atmosféře za přítomnosti katalyzátorů spočivá V tom, že se jako katalyzátory použljí alkalické kovy, případně kovy žíravých zemin, dále hydroxidy alkalických kovů, případně žíravých zemin, dále hyldridy alkalických kovů, .případně kovů žíranvých zemin,dále kovalentní hydridy prvků 3. a 4. skupiny a dále komplexní hydridy typu A 1 H 4,BH 4 G, AlHsä. Dále se jak-o katalyzátory použijí organokovy typu R-kov, kde R značí alkyl, aryl, případně -dále suhstituované a kov značí kov alkalický, případně Organokovy typu R-kov-R, kde R a R má shora zminěný význam a kov značí dvojm-ocný kov, například hořčík, kadmium, vápník. Dále se jako katalyzátory použijí alkoholáty alkalických kovů, případně kovů žíravých zemin, přičemž alkyl lineární nebo rozvětve.ný obsahuje C 1 až C 12 atomů uhlíku, při.pad 4ně cykloalkyl s C 5 až C 7, nebo aralkyl s C 7 až C 9, dále katalyzátory typu amidů alkalických kovů, případně kovů žíravých zemin,dále alkyl a dialkyl, aryl, alkyla-ryl či diaryl amindů alkalických kovů a žíravých zemin,kde alkyl značí nasycený uhlovodíkový zbytek Cl až C 20 s rovným či větveným řetězwcemx, případně cyklloualiďatincký zbytek C 5 ažC 7, případně »dále substituovaný alkyl sku pinami s výhodou C 1 až C 5, případně alkyl skupiny se mohou doplňovat na kruh a aryl značí fenyl, a- či ý-naftyl, případně dále substltuova-né alkylly C 1 - C 3, o koncentraci uvedených katalyzátorü v systému 0,1 až 30 0/0 na hmotnost substrátu při teplotě 2 D až 130 °C a tlaku 0,01 až 1,0 MPa.Katalyzátory za přítomnosti kyslíku urýchlují snížení molekulové hmotnosti celulózy katalytickou oxidací v dimethylsulfoxidu, na kterou může navazovat reakce s formalvdehydem a rozpouštění. Degradační pr-oces je možno kdykoliv zastavit přídavkem inhíbit-oru radikálová termi.nace.Katalyzátory za přítomnosti kyslíku urychlují štěpení celulózových řetězců, aniž dochází k zhoršení polydisperzity, a tím ke zvýšení obsahu nízkomolekulárních podílů celulózy ve zvlákňovacĺm roztoku. Současně usnadňují reakci vedoucí ke vzniku metylcelulózy a rozpouštění V dlmetylsulfoxidu. Tento účinek spočívá v tom, že reakční činidlo formaldehyd vzniká z paraformaldehydu rychleji, při nižší teplotě a s nižším poměrem k celulóze, .než je uváděno v patentové a periodicke literatuře. Z původního molárního poměru paraformaldehydu k celulóze 71 je možno podle vynálezu tento pbniěrsnížit na 4 1.Reakce a -rozpouštění-jsou dále usnardněný ,tímfže- systém je skutečně bezvodý, poněvadž katalyzatory váží- zbytky vody obsa žené v jednotlivých- složkách reakční směsi.U celulóz-odlbouraných na vhodnou mou,lekulovou hmotnost jiným způsobem, než je uvedene v předpoklädaném popisu vynálezu, je možnoůčinkem »katalyzátorů zvýšit rea-ktivitu celulózy a tím urychlit rozpouštěcí proces. i iDále jsou uvedeny příklady konkrétního provedení způsobu podle vynálezu.K následujícím příkladům aktivace, degradace .a rozpouštění celulózy v systému dimetylsulfoxid - paraf-ormaldehýd, za přítomnosti bazických katalyzátorů uvádíme,že se provádí v nádobě s možností ohřevu a chlazení, opatřené míchadlem, zajišťujícím lntenzívní míchaní v celém objemu reakční směsi. Aparatura je uzavřená, je zamezeno přístupu vzdušné vlhkosti, obsahuje zařízení pro přívod kyslíku nad hladinu reakční směsi. Reakční činldla obsahují minimální množství vody.K aktivaci sultátové celulózy DP 500 se použije 90 g dimetylsulíoxidu a 0,25 lg ter 221478ciárního butylátu draselného a mícha se 30 minut při 60 °C. Pak se přidä 10 g celulózy a míchá se 30 minut při 60 °C, přidá se 9,2 g paraformaldehydu, teplota se během 20 minut zvýši na 85 °C a míchá se do rozpuštění celulózy 30 - 45 minut).K aktívaci sulfátové celulózy DP 500 se použije stejný postup jak-o u příkladu 1 s tím rozdílem, že jako aktivátoru se použije 0,3 g NaOH.K degradaci a rozpouštění sulfátové celulózy se použije 90 g dimetylsulfoxidu a 0,5 g NaOH rozetřeného v malém množství dlmetylsulfoxídu. Mícha se 30 minut při 60 ° Celsia, přidä se 10 g celulózy DP 800 a míchá se 60 minut v kyslíkové atmosféře při 80 °C DP 450. Přívod kyslíku se zastaví,směs se ochladí na 60 °C, přidá se 9,29 paraformaldehydu a za míchátni ohřeje během 30 minut na 85 °C. Míchá se do rozpustení celulózy 30 až 45 minut).K degradaci a rozpouštění suliátové celulózy se použije 92 g dimetylsulfoxidu a 0,4 g hydvridu s-odného NaHJ, míchá se při 65 °C až do ukončení vývinu vodíku cca 60 minutj. Přidá se 8 g celulózy DP 800 a míchá se 30 minut při 80 °C v kyslíkové atmosféře DP 450. Přív-od kýslíku se zastaví, směs se ochladí na 60 °C a přidá se 7,4 g pa-raformaldehydu. Další postup je stejný jako v příkladu č. 3.P ř í k l a d 5 Postup stejný jako u příkladu 4 s tím roz dílem, že se jako katalyzátoru použije hydridu hlinitolitného LiAlI-h).Postup- je stejný jakov příkladu 3 s tím rozdílem, že se jako katalyzátoru .použije 0,4 g íenyllithia C 6 H 5 Li. zK degradaci a nozpouštění sulfátové celulózy se použije 92 g dimetylsulfoxidu a 0,8 g tere-butylátu draselného a 8 g celulózy DP 800). Směs se míchá v kyslíkové atmosféře 30 minut při 80 °C DP 500. Přívod kyslí-ku se zastaví, směs se ochladí na 60 °C, přldá se 7,4 g parafořmaldehýdu. Další postup je stejný jako v příkladuł 3.K degradacl a r-ozpouštění sulfátové celulózy se .použije 90 g dimetylsulfoxidu a 0,35 gramu amidu sodnéh-o NaNHz, míchá se při 75 °C do ukončení vývinu amoniaku cca 60 minut, přiudá se 10 g celulózy DP 800 a míchá se v kyslíkové atmosféře 30 minut při 100 °C DP 400. Přívod kyslíku se zastaví, směs se ochladí na 60 °C, přidá se 7,4 g paraformaldehydu. Další postup stejný jako v příkladu 3.Postup stejný jako v příkladu 8 s tím rozdílem, že se jako- katalyzátoru k degradaci a rozpouštění celulózy se použije 0,3 g dietýlamidu sodného C 2 H 52 NNa.Postup stejný jako v příkladu 8 s tím rozdílem, že jako katalyzát-oru k udegradaci a rozpouštění celulózy se použije 0,4 g piperidinu sodného C 5 H 10 NNa.Způsob degradace, aktivace a rozpouštění celulózy V prostředí dimetylsulfoxidu v kyslíkové atmosféře za přítomnosti katalyzátorů, vyznačený tím, že se jako katalýzätory použijí alkalické k-ovy, případně kovy žíravých zemin, nebo hydroxidy alkaliłckých kovů, případně žíravých zemin, nebo hydridý alkalických k-ovů, případně kovů žír-avých zemin, nebo kovalentní hydridy prvků 3. a 4. skupiny, nebo komplexní hydridy typu AtlH 49, BH 49, AalHe 39, Inelbo organokovy typu R-kov, kde R značí alkyl, a-ryl, případně dále substitupované, a kov značí kov alkalický, .případně organokový typu R-kov-R, kde R a R má shora zmíněný význam a kov značí ľdvojmocný kov, například hoř čík, kadmium, Vápnik, nełbo alkoholáty alkalických kovů, případně kovů žíravých zemin, přičemž .alkyl lineární nebo nozvětvený obsahuje C 1 až C 12 êltomů uhlíku, případně cykloalkyl s C 5 až C 7, .nebo aralkyl s C 7 až C 9, dále katalyzátory typu amidů alkalických kovů, případně kovů žíravých zemin,nebo alkyl .a dialkyl, aryl, alkylaryl či diaryl amidů alkali-ckých kovů a kovů žíravých zemin, kde alkyl značí nasycený uhlovuodílkový zbytek C 1 až C 20 s mowným .či větveným řetězcem, případně cykloalifatický zbytek C 5 až C 7, případně dále substituovaný alkyl-skupi-nami, s výhod-ou C 1 až C 3,případně alkyl-skupiny se mohou d-opvlň-ovat7 l na kruh a aryl značí fenyl, o- čí gł-naítyl, stému 0,1 až 30 na hmotnost substrátu případně »dále substituované alkyly C 1- C 3, při teplotě 20 až 130 °C a tlaku 0,01 až 1,0 okoncentracřuvedených katalyzátorů v sy- MPa.

MPK / Značky

Značky: degradace, aktivace, celulózy, rozpouštění, způsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-221478-zpusob-degradace-aktivace-a-rozpousteni-celulozy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob degradace, aktivace a rozpouštění celulózy</a>

Podobne patenty