Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1704
.pdf
становится возможным получение эфиров целлюлозы с высокой степенью этерификации, растворимых в
большом количестве органических растворителей, растворы которых оставляют водостойкие, прозрачные и
гибкие изделия (например, пленки, пластмассы, изоляционные композиции и покрытия всех видов). Также
становится возможным получение промежуточных продуктов с более высокой степенью этерификации при
том же или даже меньшем количестве этерифицирующих агентов, чем используется в соответствии с
вышеуказанными спецификациями. В результате этерифицирующие агенты используются более эффективно,
то есть происходит значительная экономия количества этерифицирующих агентов, необходимых для
процесса.
Дополнительное преимущество данного процесса заключается в том, что щелочные растворы промежуточных
продуктов, полученных этим процессом и относящихся к классу щелочерастворимых, но водонерастворимых
промежуточных продуктов, могут быть обработаны кислотами или другими осадителями, известными в
области производства вискозы, и давать пленки или нити, которые значительно прочнее, чем те, которые
получены из промежуточных продуктов, произведенных в соответствии с процессом, описанным в моих
предыдущих спецификациях выше. При правильном выборе условий и пропорций также возможно получение
эфиров целлюлозы с высокой степенью этерификации, растворимых в органических растворителях, из
которых можно изготавливать продукты, растворимые в очень холодной воде или набухающие в ней. Также
возможно производство эфиров целлюлозы — в результате этого процесса растворы, образующие твердые,
хрупкие пленки. Для получения первого результата (растворимости или способности к набуханию в очень
холодной воде) необходимо использовать большое количество воды вместе с не слишком большим
количеством щелочи при превращении промежуточных продуктов этого процесса в высшие эфиры; также
подойдет очень низкая температура реакции, или можно использовать оба метода.
Свойство растворяться или набухать в очень холодной воде имеет важное значение везде, где изделия
(например, искусственные нити) должны впитывать водорастворимые вещества (например, красители).
Второй продукт (хрупкие эфиры целлюлозы) может быть получен с использованием (а) больших количеств
щелочи, (б) очень малых количеств воды или (в) очень высоких температур реакции в процессе дальнейшего
этерификации промежуточных продуктов, полученных в результате этого процесса, или могут присутствовать
два из этих условий, или все три. Хрупкие эфиры целлюлозы полезны там, где требуется твердая, хрупкая
пленка, например, в лаках или эмалях. В качестве сырья могут использоваться следующие материалы:
целлюлоза всех видов, материалы, содержащие целлюлозу, подходящие продукты переработки целлюлозы,
такие как, например, гидрат целлюлозы, не подвергшийся чрезмерной деполимеризации (например, отходы
искусственного шелка, гидрат целлюлозы, полученный путем осаждения вискозы с помощью тепла или кислот
с последующей промывкой и сушкой, или аналогичный осадок из медно-аммониевой целлюлозы), или
подходящее производное целлюлозы (например, осадок из вискозы с помощью спиртов, солей или слабого
нагревания, который затем промывается и сушится).
В дальнейшем описании термин «целлюлозный материал» подразумевает не только саму целлюлозу, но и
упомянутые выше продукты переработки и производные. Материал обрабатывается едкими щелочами или
щелочным раствором для получения продукта, содержащего менее 2 моль (предпочтительно менее 1,5) к 1.
воды на 1 часть высушенной на воздухе целлюлозы. Этот продукт отныне будет называться «щелочная
целлюлоза» или «содоцеллюлоза», хотя он не соответствует веществу, обычно называемому «щелочной
целлюлозой». Этот продукт можно изготовить различными способами, несколько примеров которых будут
приведены ниже.
1.
Целлюлоза, измельченная и высушенная на воздухе, вакуумом или под воздействием тепла, пропитывается
раствором щелочи или смесью твердой едкой щелочи и раствора щелочи. В этом случае количество
щелочного раствора или твердой щелочи и щелочного раствора должно быть рассчитано таким образом,
чтобы конечный продукт смеси или пропитки содержал менее 2 моль (предпочтительно менее 1,5) моль
щелочи на 1 моль. воды на 1 часть целлюлозы. Смешивание или пропитка целлюлозы щелочным раствором
или смесью твердых щелочей и щелочного раствора предпочтительно осуществляется в мощном
смесительном устройстве (например, в тестомесильной машине, измельчителе, мастикоре, ленточнопильном
станке, мельнице и т.п.).
2.
Целлюлозу замешивают с менее чем 2 (предпочтительно менее чем 1,5) молями твердого вещества. Вода
либо не добавляется совсем, либо добавляется в количестве менее 0,5 частей на 1 высушенной на воздухе
целлюлозы. Воду можно добавлять в процессе смешивания в один или несколько приемов, либо можно
обеспечить доступ воздуха, позволив смеси впитать необходимое количество влаги. В этом случае
смешивание также следует проводить в мощных смесительных машинах.
3.
Целлюлозу смешивают или пропитывают в соотношении менее 0,5 частей воды к 1 части высушенной на
воздухе целлюлозы, а затем влажную целлюлозу смешивают или замешивают с менее чем 2
(предпочтительно менее 1,5) моль. В этом случае необходимо следить за тем, чтобы во время смешивания не
попадал влажный воздух, а сам процесс должен происходить в плотно закрытых миксерах.
4.
Целлюлозу пропитывают раствором едкого щелочного вещества соответствующей концентрации (например,
от 10 до 30 процентов), при этом используется избыток этого вещества. Целлюлозу, пропитанную щелочным
раствором, можно оставить в покое или немедленно спрессовать, центрифугировать или отфильтровать под
вакуумом или аналогичным способом, чтобы удалить избыток щелочного раствора и оставить менее 2
(предпочтительно менее 1,5) моль. остаток, содержание воды в котором составляет менее 0,5 частей воды на
1 часть воздушно-высушенной целлюлозы. В небольших количествах воды и едкого щелочного раствора
избыток раствора необходимо удалять в машинах с мощным воздействием, например, в гидравлических
прессах.
5.
Целлюлоза представляет собой смесь, пропитанную раствором едкого щелочного вещества, содержащим
менее 2 (предпочтительно менее 1,5) моль. Затем, при желании, после хранения, целлюлозу высушивают до
полного удаления воды или до тех пор, пока ее содержание не станет менее 0,5 частей воды на 1 часть
воздушно-сухой целлюлозы. Жарка может, например, проводиться в соответствии с моей спецификацией №
200816.
6.
Целлюлозу смешивают или пропитывают избытком раствора едкого щелочного раствора, предпочтительно с
концентрацией от 10 до 30 процентов, а избыток при необходимости удаляют после хранения путем
прессования, центрифугирования, вакуумной фильтрации и т. д., до тех пор, пока содержание щелочи в
остатке не станет менее 2 (и предпочтительно менее 1,5) моль едкого щелочного раствора на 1 моль
C6H10O5. Затем воду удаляют до тех пор, пока она полностью не растворится, и ее количество не станет
меньше 0,5 частей воды на 1 часть воздушно-высушенной целлюлозы. Что касается количества едкого
щелочного вещества, которое может содержать щелочная целлюлоза для получения промежуточного
продукта, пригодного для окончательного алкилирования, можно сделать следующие замечания: 1. В целом,
количества щелочи, составляющего менее 1 моль на 1 моль C6H10O5 (менее 40–162 по весу в расчете на
каустическую соду), будет достаточно. 2. При определенных обстоятельствах возможно получить
промежуточное соединение, пригодное для окончательного этерификации, используя менее четверти моля
едкого щелочного вещества на 1 моль.
C6H10O5 (менее 10–162 по весу, рассчитанному на каустическую соду). Содержание воды в щелочных
целлюлозных фракциях, предназначенных для использования при производстве промежуточных продуктов,
зависит частично от содержания щелочи и частично от желаемой степени этерификации. В целом, чем
меньше воды в щелочной целлюлозе, тем лучше используется количество применяемых этерифицирующих
агентов, то есть тем выше степень этерификации промежуточного продукта и, следовательно, тем меньше
этерифицирующих агентов требуется для превращения промежуточного продукта в продукт с более высокой
степенью этерификации. Различную степень этерификации промежуточных продуктов легко показать по их
растворимости. Чем выше степень этерификации, тем выше растворимость в воде и даже в органических
растворителях, таких как ледяная уксусная кислота. Следующие примеры помогут выявить различия: 1. При
нагревании соды целлюлозы, содержащей 25 частей каустической соды и от 0 до 5 частей воды, до 90-100
частей безводной сульфитной целлюлозы с 40 частями этилхлорида в течение 12 часов при температуре от
100 до 130°C.
В результате реакции образуется продукт, растворимый в сильной соляной кислоте, частично растворимый в
5-10% растворе гидроксида натрия, а также частично растворимый в воде и ледяной или сильной уксусной
кислоте, тогда как сода-целлюлоза, содержащая такое же количество каустической соды и обработанная
таким же образом, но содержащая 20-25 частей воды на 90-100 частей безводной сульфитной целлюлозы,
дает (при аналогичной обработке этилхлоридом) промежуточный продукт, растворимый в сильной соляной
кислоте, растворимый в основном в 5-10% растворе гидроксида натрия, нерастворимый в воде или лишь
слабо растворимый, а также нерастворимый или очень слабо растворимый в ледяной или сильной уксусной
кислоте. 2. При нагревании 18 частей гидроксида натрия и 2-5 частей воды к 90-100 частям безводной
сульфитной целлюлозы с 28 1 частью этилхлорида в течение 12 часов при температуре 100-130 °C, содовая
целлюлоза, содержащая 18 частей гидроксида натрия и 2-5 частей воды, дает промежуточное соединение,
растворимое в сильной соляной кислоте, по меньшей мере частично растворимое в 5-10% растворе
гидроксида натрия и, кроме того, по меньшей мере частично растворимое в воде, ледяной и сильной уксусной
кислоте. В то же время, содовая целлюлоза с тем же содержанием щелочи и целлюлозы, но содержащая 45
частей воды, при той же обработке дает промежуточное соединение, растворимое в сильной соляной кислоте
и в 5-10% растворе гидроксида натрия, но нерастворимое в воде и ледяной уксусной кислоте или, в лучшем
случае, растворяющееся лишь в следах этих веществ.
3. Щелочная целлюлоза, содержащая 1,5 части каустической соды на 90–100 частей сухой сульфитной
целлюлозы и 0–5 частей воды, при нагревании с 20 частями этилхлорида в течение 12 часов при температуре
100–130 °C дает промежуточное соединение, растворимое в сильной соляной кислоте, по меньшей мере
частично растворимое в воде и ледяной или сильной уксусной кислоте, в то время как содаовая целлюлоза с
тем же содержанием целлюлозы и каустической соды, но содержащая от 1,5 до 37 частей воды, при
обработке тем же способом дает продукт, большая часть которого растворяется в сильной соляной кислоте
или растворе гидроксида натрия, но который нерастворим в воде и ледяной уксусной кислоте или, в лучшем
случае, растворяется лишь в очень незначительной степени. 4. Щелочная целлюлоза, содержащая от 7,5 до 9
частей каустической соды и от 0 до 5 частей воды на 90-100 частей сухой сульфитной целлюлозы, при
нагревании с 12-15 частями этилхлорида в течение 12 часов при температуре от 100 до 130°C. В случае С
получается промежуточный продукт, полностью или частично растворимый в 10%-ном растворе гидроксида
натрия и в концентрированной соляной кислоте, а также частично растворимый в холодной воде, тогда как
продукт, полученный обработкой соды целлюлозы с тем же содержанием целлюлозы и щелочи, но
содержащей от 30 до 45 частей воды, тем же количеством этилхлорида в тех же условиях, дает продукт, лишь
частично растворимый в 10%-ном растворе гидроксида натрия или в концентрированной соляной кислоте и
полностью нерастворимый в воде, ледяной или концентрированной уксусной кислоте, или, в лучшем случае,
лишь очень слабо растворимый в этих жидкостях.
Очевидно, что промежуточные соединения, обладающие большей или меньшей растворимостью в холодной
воде или даже в ледяной уксусной кислоте, алкилируются в большей степени, чем те, которые нерастворимы
в холодной воде или растворимы лишь в очень слабой степени. Соответственно, для превращения в более
сложные продукты этерификации в первом случае потребуется меньше едкого щелочного раствора и меньше
алкилирующих агентов, чем во втором. Превращение щелочных целлюлоз в промежуточные продукты
заключается в их обработке алкилирующими или аралкилирующими агентами. В качестве алкилирующих или
аралкилирующих агентов можно использовать все реагенты, способные образовывать эфиры со спиртами
или спиртами щелочных металлов, но особенно хорошо подходят алкиловые и аралкиловые эфиры
неорганических кислот. Процесс может проводиться в открытых сосудах, с обратными холодильниками или
без них (например, при работе с диалкилсульфатами, бензилхлоридом, этилиодидом и тому подобными
веществами), или в автоклавах или аналогичных сосудах высокого давления (например, при работе с
этилхлоридом, метилхлоридом, этилбромидом и т. д., используемое оборудование зависит от температуры
кипения этерифицирующего агента).
Количество алкилирующего агента может соответствовать количеству присутствующей щелочи, а может быть
меньше или больше. В случае использования избытка реагента необходимо соблюдать осторожность, чтобы
температура реакции не повышалась слишком сильно. В целом, время и температура реакции зависят от
используемого алкилирующего и аралкилирующего агента. Например, для этилхлорида требуется от 4 до 24
часов и температура от 90 до 150 градусов. В то время как использование диалкилсульфатов позволяет
применять более низкие температуры (от 40 до 80 °C) и более короткое время (от 1 до 5 часов). Любой
избыток алкилирующих или аралкилирующих агентов, а также летучие побочные продукты (например, спирт и
эфир) могут быть удалены и извлечены путем дистилляции либо во время реакции, либо после ее
завершения. После образования промежуточного продукта всю реакционную смесь можно обработать
этерифицирующими агентами, или же промежуточный продукт можно сначала отделить, а затем
дополнительно этерифицировать. Метод разделения зависит от свойств промежуточного продукта, таких как
растворимость. Поскольку промежуточные продукты, как правило, нерастворимы в горячей воде или
растворимы лишь незначительно, при необходимости отделения промежуточного продукта (что, кстати,
совершенно не требуется) смесь можно промыть горячей водой и высушить.
Если промежуточные продукты, полученные в результате данного процесса (или содержащая их реакционная
смесь), используются, например, для получения этиловых эфиров целлюлозы, то можно получить эфиры с
различной степенью этерификации, используя различное количество щелочей и алкилирующих агентов.
Например, можно получить эфиры с низкой степенью алкилирования, растворимые в холодной воде или
набухающие в ней, или эфиры с высокой степенью алкилирования, нерастворимые в воде и не набухающие.
Если требуется получить достаточное количество сильно алкилированных или аралкилированных эфиров
целлюлозы, то в самом начале реакции к промежуточным продуктам добавляют едкие щелочи и
алкилирующие или аралкилирующие агенты, чтобы вызвать широкомасштабное алкилирование или
аралкилирование молекулы целлюлозы, после чего смесь нагревают. Щелочные кислоты могут добавляться к
промежуточным продуктам или реакционным смесям, содержащим их, в виде твердых щелочных кислот,
предпочтительно в порошкообразной форме, или в виде концентрированных растворов, или в виде смесей
концентрированных растворов и твердых щелочных кислот.
Также возможно получение высокоалкилированной или аралкилированной целлюлозы в два или более этапа.
В этом случае к промежуточному продукту добавляется лишь достаточное количество едкого щелочного
вещества и алкилирующих агентов, чтобы обеспечить сравнительно низкую степень алкилирования (которая,
однако, выше, чем у промежуточного продукта). Полученные реакционные смеси, содержащие продукты
алкилирования более низкой степени, затем дополнительно обрабатывают более едким щелочным
раствором и алкилирующими или аралкилирующими агентами, после чего смесь нагревают. В следующих
примерах компоненты указаны по весу.
ПРИМЕР I. 100 частей предпочтительно высушенной сульфитной целлюлозы смешивают с 50 частями
50-процентного раствора гидроксида натрия в смесительном или тестомесильном аппарате (например, в
измельчителе, тестомесильной машине, мельнице, кромкообрабатывающем устройстве и т.п.) до тех пор,
пока масса не станет однородной. Процесс предпочтительно проводить с охлаждением. Время
перемешивания варьируется от 3 до 24 часов в зависимости от эффективности смесительного оборудования,
и во время перемешивания желательно, чтобы машина была закрыта от внешнего воздуха. В результате
получается мелкодисперсная, хлопьевидная масса с содержанием воды от 16 до 22 процентов (что
подтверждается сушкой при температуре от 100 до 105 °C), причем это количество зависит от содержания
воды в исходной целлюлозе. Блюдо можно оставить на несколько дней в помещении, где не слишком жарко
(например, не выше 5–20°C), или же его можно использовать сразу же. Материал помещают в автоклав,
добавляют от 30 до 50 частей этилхлорида, автоклав закрывают и нагревают в течение 6–20 часов при
температуре от 90 до 120 °C. Желательно перемешивать материал во время реакции или постоянно вращать
автоклав.
Конечным продуктом реакции, содержащей промежуточное соединение, является хлопьевидная масса,
образующаяся в результате щелочной реакции. Образец промывают горячей водой, и в результате анализа
показывают следующую растворимость: от 86 до 90 процентов в 8-процентном растворе гидроксида натрия,
от 0,4 до 0,5 процента в ледяной уксусной кислоте, от 1 до 2 процентов в 60-процентной уксусной кислоте и от
99,2 до 100 процентов в концентрированной соляной кислоте. Раствор промытого продукта или промытой
реакционной смеси, содержащей промежуточное соединение, в разбавленном растворе гидроксида натрия,
например, 10-процентном, достаточно вязкий, и при осаждении кислотой или другими вязкими осадителями
(при необходимости после фильтрации или процеживания) он образует сплошную пленку, которая после
промывки и сушки оказывается гибкой. Разделение и очистка промежуточного продукта могут проводиться
следующим образом: реакционную смесь промывают горячей водой, при необходимости обрабатывают
разбавленной кислотой, снова промывают водой и сушат, или же неочищенную реакционную массу при
желании промывают горячей водой, или растворяют непосредственно в разбавленном растворе гидроксида
натрия (например, 10%), фильтруют или процеживают при необходимости, а фильтрат нейтрализуют или
подкисляют, после чего промежуточный продукт выпадает в осадок и может быть собран на фильтре, промыт
и высушен.
Очищенный продукт растворяется, образуя прозрачный раствор, и может храниться неограниченно долго.
Если чистый промежуточный продукт не требуется для покрытий, искусственного шелка, пленок или
пластмасс, и если промежуточный продукт необходимо превратить в эфиры целлюлозы с более высокой
степенью этерификации, то промежуточный продукт или неочищенную реакционную смесь смешивают с
60–100 частями твердого каустического натрия (или эквивалентным количеством концентрированного
раствора гидроксида натрия или калия, или смесью концентрированного раствора гидроксида натрия и
твердого каустического натрия), причем смешивание предпочтительно проводят с помощью перемешивания,
замешивания или других средств перемешивания, и также целесообразно обеспечить охлаждение. В
зависимости от влажности воздуха и времени перемешивания масса поглощает больше или меньше воды из
воздуха (например, от 10 до 120 частей). Затем массу помещают в автоклав с мешалкой или вращающимся
устройством и добавляют от 100 до 160 частей этилхлорида. Затем автоклав нагревают в течение 6–24 часов
при температуре от 90 до 150 градусов.
C. предпочтительно с перемешиванием или вращением автоклава. Полученный продукт по консистенции
более или менее сухой, и после обработки кислотой для удаления побочных продуктов, если это необходимо,
его промывают водой, или водой, затем кислотой, а затем снова водой и сушат. Высушенная этилцеллюлоза
растворима в летучих растворителях (например, в спирте, бензоле, смеси спирта и бензола, ледяной
уксусной кислоте, хлороформе, смеси хлороформа и спирта, смеси метилацетата и метилового спирта и т. д.).
При нанесении в виде тонких слоев и высушивании эти растворы образуют гибкую пленку.
ПРИМЕР II. Процесс аналогичен примеру I, с той разницей, что для получения щелочной целлюлозы
используется только 25 частей 50-процентного раствора гидроксида натрия и 100 частей сухого сульфитного
целлюлозоэластоза, а для получения промежуточного продукта — от 15 до 30 частей этилхлорида. Время и
температура реакции такие же, как в Примере I. Полученный промежуточный продукт промывают горячей
водой и сушат, и он показывает следующие значения растворимости: от 0,56 до 75 процентов в
концентрированной соляной кислоте, от 46 до 84 процентов в 8-процентном растворе гидроксида натрия и 0
процентов в ледяной уксусной кислоте. Раствор промежуточного соединения в разбавленном растворе
гидроксида натрия, например, 10-процентном, обрабатывается так же, как в Примере I, и образует прочную,
очень гибкую пленку. Если необходимо преобразовать промежуточное соединение в эфир с более высокой
степенью этерификации, применяется та же процедура, что и в Примере 1. Полученная этилцеллюлоза
обладает теми же свойствами и растворимостью, что и описанная в Примере I.
ПРИМЕР III. Процесс аналогичен примерам I и II, за исключением того, что для получения соды целлюлозы
используется 50 частей 25-процентного раствора гидроксида натрия и 100 частей сухого сульфитного
раствора целлюлозы, а для получения промежуточного продукта — только 15–25 частей этилхлорида. Время
реакции и температура остаются такими же, как в Примере I. Пробный образец промежуточного продукта
после промывки горячей водой и сушки показал следующие растворимости: от 87 до 90 процентов в
8-процентном растворе гидроксида натрия, от 1 до 3 процентов в ледяной уксусной кислоте, от 2 до 3
процентов в 60-процентной уксусной кислоте, от 70 до 80 процентов в концентрированной соляной кислоте.
Раствор промежуточного соединения в 10-процентном растворе гидроксида натрия при обработке, как в
Примере I, образует гибкую пленку. Если промежуточное соединение необходимо превратить в эфир с более
высокой степенью этерификации, то применяется та же процедура, что и в Примере I. Полученная
этилцеллюлоза обладает теми же свойствами и растворимостью, что и полученная в Примере I.
ПРИМЕР IV. Процесс аналогичен примеру I: 50 частей 15-18-процентного раствора гидроксида натрия
используются со 100 частями сухой сульфитной целлюлозы для получения соды, а 15-25 частей этилхлорида
используются для получения промежуточного продукта в условиях, указанных в примере. I. Промытый и
высушенный образец промежуточного продукта демонстрирует следующую растворимость: от 40 до 60
процентов в 8-процентном растворе гидроксида натрия, от 0 до 0,5 процента в ледяной уксусной кислоте,
полностью растворим в 60-процентной уксусной кислоте, от 60 до 70 процентов в концентрированной соляной
кислоте. Раствор промежуточного соединения в 10-процентном растворе гидроксида натрия, обработанный
как в Примере I, дает достаточно гибкую пленку. Если промежуточное соединение необходимо превратить в
эфир с более высокой степенью этерификации, то процесс, описанный в Примере I, выполняется в точности.
Полученная этилцеллюлоза обладает теми же свойствами и растворимостью, что и целлюлоза, полученная в
соответствии с Примером I.
ПРИМЕР V. Процесс аналогичен примеру I, за исключением того, что 25 частей 25-50-процентного раствора
гидроксида натрия смешивают с 12,5-30 частями твердой каустической соды для получения содоцеллюлозы,
а 40-70 частей этилхлорида — для получения промежуточного продукта. Промежуточное соединение
обладает примерно теми же свойствами, что и промежуточное соединение, описанное в Примере I.
ПРИМЕР VI. Промежуточное соединение перерабатывается в эфир с более высокой степенью этерификации
тем же способом, что и в Примере I. Свойства и растворимость конечного продукта также такие же, как у
продукта, описанного в Примере I. 100 частей высушенной сульфитной целлюлозы пропитывают 750–1000
частями 10–25-процентного раствора гидроксида натрия и оставляют на 12–1,48 часа. Затем масса
прессуется до 125-150 частей (предпочтительно на гидравлическом прессе), после чего измельчается
вручную или в подходящем устройстве (например, в измельчителе). Измельченную массу можно хранить в
течение 2 или 3 дней, а затем смешивать с 10–25 частями этилхлорида и выдерживать под давлением,
предпочтительно с перемешиванием (например, смесь можно нагревать в автоклаве, имеющем
перемешивающее или вращающееся устройство) при температуре от 80 до 110 °C в течение нескольких
часов (например, от 6 до 20). Полученная масса имеет хлопьевидную структуру, не очень большой объем и
растворима в разбавленном растворе гидроксида натрия (например, 10%) и в концентрированной соляной
кислоте.
Оно практически нерастворимо в ледяной уксусной кислоте. При обработке щелочных растворов кислотами
образуются густые, крупнозернистые осадки. При нанесении тонкими слоями и обработке кислотами или
другими осаждающими растворами, известными в области производства вискозных материалов, полученные
растворы образуют непрозрачные, гибкие пленки. Продукт можно разделить и очистить согласно методу,
показанному в Примере I. Процедура превращения промежуточного продукта в этиловый эфир целлюлозы с
более высокой степенью этерификации аналогична процедуре в Примере I. Полученная этилцеллюлоза
обладает теми же свойствами и растворимостью, что и целлюлоза, полученная в Примере I.
ПРИМЕР VII. 100 частей сухой сульфитной целлюлозы пропитывают 800–1000 частями 10-процентного
раствора гидроксида натрия и оставляют на 12–48 часов. Затем масса прессуется до 220 частей и
измельчается вручную или в подходящем устройстве (например, в измельчителе). Измельченную содовую
целлюлозу при желании можно хранить в течение двух-трех дней, а затем высушивать в вакууме до 147
частей. Массу можно высушить над обезвоживающим веществом (например, концентрированной серной
кислотой, негашеной известью, хлоридом кальция и тому подобным). Массу измельчают с охлаждением в
подходящем устройстве (например, в измельчителе, мельнице, кромкорезе и т. д.), помещенном во
вращающийся автоклав вместе с 15-25 частями этилхлорида, и нагревают в течение нескольких часов (6-20)
при температуре 80-120 °C. В результате образуется хлопьевидный продукт, растворимый в разбавленном
растворе гидроксида натрия (например, 10%) и в концентрированной соляной кислоте, тогда как в ледяной
уксусной кислоте он практически нерастворим. Разделение и очистку можно проводить, как в Примере I.
Раствор промежуточного продукта в 10-процентном растворе гидроксида натрия, обработанный, как в
Примере I, образует достаточно гибкую пленку.
Если необходимо превратить промежуточное соединение в этиловый эфир с более высокой степенью
этерификации вместо его использования в чистом виде, дальнейшую этерификацию можно проводить так же,
как и в случае с промежуточным соединением из Примера I. Полученная этилцеллюлоза с более высокой
степенью этерификации обладает примерно теми же свойствами и растворимостью, что и в Примере I.
ПРИМЕР VIII. 100 частей сухой сульфитной целлюлозы пропитывают 1000 частями 18%-ного раствора
гидроксида натрия и оставляют на 12–48 часов. Затем массу прессуют до 200-230 частей, измельчают, и
после выдержки в течение 1-3 дней, если необходимо, сушат в вакууме до 145 частей. Затем его измельчают
в дезинтеграторе или аналогичной машине с охлаждением, после чего нагревают во вращающемся автоклаве
с 30-50 частями этилхлорида в течение нескольких часов (например, от 6 до 20) при температуре от 80 до 120
°C. Образец продукта, промытый горячей водой и высушенный, растворяется в ледяной уксусной кислоте и
концентрированной уксусной кислоте с незначительным остатком или без него. Раствор ледяной уксусной
кислоты при высыхании образует достаточно прозрачную, гибкую пленку.
Пример I. Превращение этого промежуточного продукта в эфир с более высокой степенью этерификации
осуществляется так же, как и в примере I. Полученная этилцеллюлоза с более высокой степенью
этерификации обладает теми же свойствами и растворимостью, что и конечный продукт примера I.
ПРИМЕР IX. 100 частей, предпочтительно сухой сульфитной целлюлозы, пропитывают 800–1000 частями
15–18-процентного раствора гидроксида натрия и оставляют на 24–72 часа. Затем полученная масса
прессуется до 190-200 частиц и измельчается в подходящей машине, например, в измельчителе или
подобном устройстве. После выдержки в течение 1-3 дней, при необходимости, масса высушивается в
вакууме до постоянного веса. Вакуумную сушку целесообразно проводить тонкими слоями или с
перемешиванием, например, в вакуумном дезинтеграторе, вакуумной смесительной машине и тому подобном
устройстве. При необходимости вакуумную сушку можно проводить над обезвоживающим веществом, таким
как концентрированная серная кислота, негашеная известь, хлорид кальция и тому подобное. После процесса
сушки масса обычно составляет от 115 до 140 частей в зависимости от содержания воды в используемом
сырье — целлюлозе. Содержание воды в высушенной массе составляет от 0 до 20 процентов. Высушенную
содовую целлюлозу, при необходимости измельченную, помещают в вращающийся автоклав, добавляют от
24 до 50 частей этилхлорида, и смесь нагревают при температуре от 80 до 110 °C в течение нескольких часов
(примерно от 6 до 20).
В результате получается хлопьевидная масса, сухая на ощупь, со следующей растворимостью: от 34 до 50
процентов в ледяной или концентрированной уксусной кислоте, от 90 до 100 процентов в концентрированной
соляной кислоте, от 57 до 80 процентов в 10-процентном растворе гидроксида натрия и от 20 до 40 процентов
в холодной воде. Для превращения этого промежуточного продукта в эфир с более высокой степенью
этерификации в реакционную смесь добавляют от 60 до 100 частей порошкообразного каустической соды,
охлаждая смесь вручную или с помощью эффективных смесительных или тестомесильных машин. Если
необходимо получить этиловый эфир с более высокой степенью этерификации, растворы которого позволяют
получать очень гибкие пленки, целесообразно убедиться, что сода-целлюлоза поглощает большее или
меньшее количество воды в зависимости от количества добавленного каустической соды. Это можно сделать,
обеспечив доступ воздуха во время добавления порошкообразной каустической соды, чтобы масса могла
впитать необходимое количество воды, или необходимое количество воды можно добавить после
завершения смешивания, или, наконец, целлюлозу на основе соды можно высушить в вакууме до тех пор,
пока она не будет содержать рассчитанное количество воды, а затем смешать с порошкообразной
каустической содой.
Содержание воды в продукте после добавления порошкообразного каустической соды может значительно
варьироваться. Например, содержание воды от 10 до 60 частей может соответствовать содержанию
каустической соды в 60 частей, от 20 до 80 частей воды к 80 частям каустической соды и от 40 до 100 частей
воды к 100 частям каустической соды. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими
изображениями воды. Затем массу снова помещают в автоклав, добавляют от 100 до 160 частей
этилхлорида, и смесь нагревают до 90–150 °C в течение нескольких часов (например, от 6 до 24). Во время
реакции массу следует перемешивать или автоклав постоянно вращать. Финишная обработка
высокоэтилированной этилцеллюлозы проводится согласно способу, описанному в Примере I. Полученный
продукт обладает теми же свойствами и растворимостью, что и этилцеллюлоза, описанная в Примере I.
Пример X. Процесс аналогичен примеру IX, за исключением того, что сода-целлюлоза прессуется только до
300–325 частей перед сушкой, а для получения промежуточного продукта из высушенной в вакууме
сода-целлюлозы используется 50–70 частей этилхлорида. Промежуточное соединение, образующееся в этих
примерах, растворимо в ледяной кислоте, и после высыхания раствор образует гибкую пленку. Дальнейшая
этерификация промежуточного продукта по методу из предыдущего примера приводит к образованию
этилцеллюлозы с высокой степенью этерификации, обладающей теми же свойствами и растворимостью, что
и в примере I.
ПРИМЕР XI. Процесс аналогичен примеру IX, за исключением того, что для получения содоцеллюлозы
используется 25-процентный раствор гидроксида натрия, пропитанная целлюлоза прессуется до 250 частей, а
для получения промежуточного продукта используется от 50 до 60 частей этилхлорида.
Пример IX. Дальнейшее этерификация осуществляется так же, как в разделе «Свойства и растворимость
готовой этилцеллюлозы более высокой степени». с теми, что получены из Примера I.
ПРИМЕР XII. 100 частей сульфитной целлюлозы пропитывают 800–1000 частями 18-процентного раствора
гидроксида натрия и оставляют на 24–72 часа. Затем полученная масса прессуется до 190-200 частиц и
измельчается в подходящей машине, такой как измельчитель, краевой измельчитель и тому подобное. При
необходимости, после выдержки в течение 1-3 дней массу высушивают в вакууме до постоянного веса,
предпочтительно с использованием дегидратора (например, концентрированной серной кислоты, негашеной
извести, хлорида кальция и т.п.). Затем полученная масса снова измельчается в подходящем устройстве,
предпочтительно с охлаждением. Масса обычно составляет от 115 до 130 частей в зависимости от
содержания воды в исходной целлюлозе. Высушенную соду целлюлозы помещают в смесительную машину,
тестомесильную машину или измельчитель, добавляют от 60 до 75 частей диэтилсульфата и постепенно
нагревают массу до 45–60 °C, поддерживая эту температуру до полного расходования диэтилсульфата, что
легко обнаружить по запаху.
При слишком резком нагреве реакция протекает довольно бурно, и температура может подняться выше 70–80
°C. 100–160 частей порошкообразного каустического натрия постепенно добавляют в полученный
промежуточный продукт при охлаждении, при этом необходимо следить за тем, чтобы конечный продукт
смешивания поглотил 60–100 частей воды. Затем массу замешивают, растирают или смешивают с 385–616
частями диэтилсульфата таким образом, чтобы температура реакции не поднималась выше 60 °C. C.
Полученная этилцеллюлоза растворима в целом ряде летучих растворителей, таких как ледяная уксусная
кислота, смесь бензола и спирта, смесь хлороформа и метилового спирта, смесь метилацетата и метилового
спирта и т. д. Если в приведенных выше примерах количество щелочи, используемой для превращения
промежуточного продукта в эфир с более высокой степенью этерификации, увеличивается или количество
воды существенно уменьшается, или если выполняются оба действия, то полученные целлюлозные эфиры
образуют прозрачные пленки из своих растворов, но эти пленки хрупкие, что делает их особенно
подходящими для определенных целей, таких как лаки и эмали.
Термины «эфир», «этерифицирующий агент», «этерификация» и т. д. охватывают алкильные и аралкильные
эфиры, алкилирующие и аралкилирующие агенты, алкилирование и аралкилирование. Везде, где
используется термин «промежуточный».
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_200835.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=200835&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB200835A
[]
Усовершенствования в статических частотных преобразователях. Я, Мариус Латур, проживающий по адресу:
площадь Дезе, 8, Париж, Франция, гражданин Французской Республики, настоящим заявляю о природе
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении: Данное изобретение относится к статическим преобразователям или умножителям
частоты и представляет собой усовершенствованное устройство для получения четных гармоник переменного
электрического тока. В таких устройствах уже известно использование реактивных или индуктивных катушек,
содержащих магнитные сердечники, насыщенные постоянным током или низкочастотным током, причем
каждая реактивная катушка снабжена одной обмоткой, через которую проходят как высокочастотный
переменный ток, так и постоянный или модулирующий ток. В умножителях частоты также известно, что ток
основной частоты подается на железную катушку-дроссель с противоположно расположенными обмотками,
причем обе половины обмоток закорочены конденсатором на клеммах, к которым подключен источник
постоянного тока, при этом удвоенные частоты устраняются, а выходной контур настраивается на желаемое
кратное основной частоте.
Настоящее изобретение характеризуется тем, что устройство изменения частоты образовано двумя
индуктивными катушками, имеющими магнитные цепи, состоящие из магнитных металлов, таких как железо,
причем эти катушки соединены параллельно для основной частоты и последовательно для гармонической
частоты, или наоборот, при этом основная частота подается между точкой соединения двух катушек и
средней точкой вспомогательной катушки, соединенной параллельно двум предыдущим катушкам, а
гармоническая частота снимается с противоположных концов двух индуктивных катушек, или наоборот.
Изобретение описывается ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые схематически представляют на
рисунках 1 и 2 два варианта осуществления настоящего изобретения, а на рисунке 3 — конкретный способ
намотки реактивных катушек. На рисунке 1 цифрами 1 и 2 обозначены клеммы питания переменного тока, как
правило, высокой частоты; цифры 3 и 4 представляют собой индуктивные катушки с магнитными цепями,
состоящими из магнитного металла, такого как железо.
Реактивная катушка 5 подключена параллельно предыдущим катушкам, при этом ее средняя точка соединена
с клеммой 2, а другая клемма 1 приложенного основного или высокочастотного тока соединена с точкой
соединения двух катушек 3 и 4. Источник прямого тока намагничивания расположен между
противоположными концами катушек 3 и 4 и при необходимости защищен специальными индуктивностями
или дроссельными катушками, как показано на рисунке. Образующийся гармонический ток отводится от этих
же внешних концов катушек 3 и 4 через блокирующие конденсаторы 15, 16, предназначенные для
прекращения протекания непрерывного тока. Также предусмотрены соответствующие емкости 9 и 10, которые
препятствуют прохождению постоянного тока через катушку 5 и могут быть отрегулированы для более или
менее полного уравновешивания реактивных сопротивлений двух катушек 3 и 4. На рисунке 2 представлена
схема, аналогичная схеме на рисунке 1, но в которой источники постоянного и переменного тока поменяны
местами, что требует увеличения силы тока постоянного тока.
Те же самые буквенные обозначения обозначают те же самые детали, что и на рисунке 1. Между клеммами 1
и 2 зашунтирована реактивная катушка 5, а также, при необходимости, емкость 6, чтобы не создавать
существенного шунтирующего пути для переменного тока между этими клеммами. Источник постоянного тока
7 расположен между точкой соединения катушек 3 и 4 и средней точкой вспомогательной катушки 5, причем
две половины катушки предпочтительно расположены таким образом, чтобы между ними имелась
минимальная магнитная утечка. В этих условиях будет пониматься, что постоянный ток указания и что
собственное реактивное сопротивление катушки 5 нейтрализуется в отношении цепи постоянного тока.
Источник постоянного тока может быть защищен специальной индуктивностью или дроссельным контуром,
как показано на рисунке, или цепью подавления гармоник, возникающих в системе; эти гармоники
отключаются в точках 1 и 21 с помощью соответствующих соединений между средней точкой реактивного
контура 5 и точкой соединения контуров 3 и 4.
Источник переменного тока основной частоты также может быть защищен цепями подавления от возврата
гармонических токов. Реактивная катушка 5 может включать в себя магнитометаллический сердечник в
магнитной цепи. Одним из преимуществ, получаемых благодаря схемам, описанным и проиллюстрированным
на рисунках 1 и 9, является возможность изготовления катушек 3 и 4 с одной обмоткой, в отличие от обычных
двойных или тройных обмоток обычных умножителей частоты и подобных устройств. Кроме того,
использование сдвоенных устройств, таких как катушки 3 и 4, выгодно, поскольку позволяет получить
симметричные эффекты для двух полупериодов переменного тока. Индуктивные катушки, такие как 3 и 4,
могут быть выполнены в форме тороидов с использованием тонких листов любого подходящего магнитного
металла, обладающего высоким удельным сопротивлением и малым коэффициентом гистерезиса. Поскольку
изготовление таких листов, как правило, обходится дорого, целесообразно использовать, насколько это
возможно, центральную часть, остающуюся после вырезания кольцевых заготовок, служащих для
образования тороида; для этой цели центральная часть сама штампуется или пробивается, чтобы получить
второй тороид меньшего диаметра, так что аппарат может быть изготовлен с двумя тороидами разного
диаметра, причем тороид меньшего диаметра располагается внутри тороида большего диаметра, как
показано на рисунке 3.
Поскольку для тороида 11 большего диаметра требуется больше ампер-витков, чем для тороида 12 меньшего
диаметра, из-за большей длины магнитной цепи, два тороида могут быть первоначально окружены первой
обмоткой 13, которая охватывает оба тороида, а затем только внешний тороид, окруженный дополнительной
обмоткой 14, которая обеспечит дополнительные ампер-витки, необходимые вследствие большей длины
Соседние файлы в папке патенты