Эфиры целлюлозы. Простые эфиры ц. Основными методами получения простых
эфиров Ц являются реакции алкилирования путем взаимодействия щелочной Ц с галогеналкилами или алкилсульфатами.
Процесс проводится при повышенной температуре 80-120 0С. Активность этерифицирующх реагентов там больше, чем меньше молекулярная масса углеводородного радикала.
На степень этерификации оказывает значительное влияние концентрация щелочи, применяемой при мерсеризации Ц. Как правило, простые эфиры Ц получают в среде 30-50% NaOH.
Метилцеллюлоза .
Водорастворимую метилцеллюлозу (с содержанием 26.5-32.5% метоксильных групп) получают обработкой щелочной Ц хлористым метилом при повышенной температуре и под давлением. Ее используют как загуститель пищевой косметической, текстильной промышленности.
Этилцеллюлозу - получают алкилированием щелочной целлюлозы хлористым этилом при 110-140 0С. Этилцеллюлоза хорошо растворима в смесях бензол-метанол, толуол-этанол , в пиридине, хорошо совмещается с различными пластификаторами. Этилцеллюлоза со степенью этерификации 230-260 используется в производстве пластмасс.
Оксиэтиловый эфир целлюлозы образуется при действии на щелочную Ц окисиэтилена, которая взаимодействует как с гидроксильными группами Ц
так и с оксиэтильными группами, введенными в молекулу целлюлозы. При этом образуется привитой сополимер Ц и полиэтиленоксида.
-оксиэтилцеллюлозы
Использование оксиэтилцеллюлозы основано на ее растворимости в воде и высокой вязкости и стабильности образующихся растворов (загуститель суспензии).
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). КМЦ- получают при обработке щелочной Ц монохлоруксусной кислотой или ее натриевой солью, при этом КМЦ получается в виде натриевой соли (Na-КМЦ)
Применение Na- соли КМЦ – обусловлено ее гидрофильностью, высокой вязкостью разбавленных растворов, хорошими пленкообразущими свойствами, нетоксичностью, клейкостью и свойствами защитного колоида.
Сложные эфиры целлюлозы среди других производных Ц имеют наибольшее промышленное значение. В зависимости от характера последующей обработки один и тот же эфир может использоваться для получения искусственных волокон, пленок, пластических масс. Растворы эфиров в органических растворителях применяются в качестве лаков.
Сложные эфиры Ц можно получить: непосредственным действием на целлюлозу кислот, ангидридов кислот в присутствии катализатора, действием хлорангидридов кислот в присутствии реагентов связывающих выделяющийся при реакции НСI, например пиридин.
Ксантогенат целлюлозы. Ксантогеновыми кислотами называют сложные кислые эфиры дитиоугольной кислоты и спиртов. Эти кислоты нестойки и легко распадаются с выделением спирта и сероуглерода.
Ксантогенат Ц представляет собой натриевую соль сложного кислого эфира дитиоугольной кислоты и Ц.
Практическое значение имеют соли этих кислот - ксантогенаты, которые образуются при взаимодействии CS2 со спиртами только в присутствии оснований. В общем виде реакцию ксантогенирования можно представить уравнением
ксантогенат Ц
При растворении ксантогената Ц в разбавленном растворе (4-6%) NaoH образуется вязкий буро-оранжевый раствор - вискоза . Ксантогенаты Ц нестойки к кислотам, щелочам и Н2О. В результате действия минеральных кислот ксантогенат разлагается с выделением СS2. При этом регенерируется Ц, но в виде гидрат
целлюлозы:
Эта реакция лежит в основе формования вискозного волокна и целофана. Вискозу применяют для производства целлофана, искусственной кожи (кирзы).
Сложные эфиры целлюлозы и органических кислот. Ацетаты Ц получают при взаимодействии древесной или хлопковой Ц с уксусным ангидридом в присутствии катализатора H2SO4, HCI и растворителя CH3COOH или CH3CI.
Реакция этерификации идет по уравнению:
Ацетилирование Ц - необратимый процесс, поэтому при достаточном количестве уксусного ангидрида образуется полностью замещенный продукт- триацетат Ц который растворяется только в метиленхлориде и уксусной кислоте.
Чтобы получить ацетат растворимый в других растворителях - ацетоне, триацетат Ц частично омыляют, при этом образуется продукт, содержащий некоторое количество свободных гидроксилов. Триацетат Ц омыляют водой в присутствии катализатора серной кислоты. Продукт частичного омыления называют диацетатом Ц.
Формование ацетатных волокон осуществляется из раствора полимера в органических растворителях, которые имеют низкие температуры кипения (ацетон
56 0С,метиленхлорид 42 0С) и легко испаряются из струек растворов, вытекающих из отверстий фильтры. Вторичный ацетон Ц широко применяется также в производстве лаков и пластмасс (этриол).
Практический интерес представляют эфиры Ц из уксусной и масляной кислот ( ацетобутираты).
Ацетобутираты целлюлозы используются в производстве пластмасс, лаков, поскольку они хорошо совмещаются с пластификаторами, обладают большей гидрофильностью и лучшими диэлектрическими свойствами, чем ацетаты целлюлозы.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ