Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5524
.pdf
связываться с целлюлозой, возможно, более химически скрепляясь.
Используя упомянутые водосвязывающие агенты, можно легко ограничить содержание воды в пределах
указанных значений и, по сути, полностью или почти полностью удалить воду, включая воду, которая может
образоваться в результате действия основания на целлюлозу, продукт конверсии или производное, например,
при образовании щелочной целлюлозы или других солей основания с гидроксильными группами целлюлозы.
В то же время можно обеспечить гомогенное распределение и тесное соединение необходимой щелочи или
основания с целлюлозой или продуктом конверсии, сохраняя при этом молекулу целлюлозы от существенного
разрушения или деградации и позволяя реакции между целлюлозой, продуктом конверсии целлюлозы или
производным и «замещающим агентом или агентами» протекать быстрее и с уменьшенным, так сказать,
теоретическим количеством щелочи или основания и «замещающего агента или агентов». 80 Следует
понимать, что в отношении ограничения потребления воды, помимо указанных выше пределов, можно
использовать относительно большие количества, применяя химическое связующее вещество в достаточном
количестве для уменьшения количества воды.
Идеальным вариантом является реакция замещения (т. е. реакция между целлюлозой и конверсией
целлюлозы).
(продукт реакции или производное реакции и агент(ы) замещения) Щелочь или основание должны быть в
очень концентрированном виде на целлюлозе и предпочтительно, насколько это возможно, в приблизительно
теоретическом количестве, с очень ограниченным количеством воды или даже без воды, так что,
следовательно, реакция замещения также происходит в присутствии воды или без воды. Однако
предпочтительно начинать процесс в присутствии некоторого количества воды, например, используя 50%-ный
раствор едкого щелочного раствора, а затем удалять воду с помощью водосвязывающих агентов.
Обработка водосвязывающими агентами предпочтительно проводится в присутствии разбавителей,
предпочтительно в присутствии различных разбавителей, таких как бензол, толуол, тетрахлорид углерода,
эфир, лигроин или бензин, для облегчения включения и реакции, а также для поглощения или распределения
выделяемого тепла. Соответственно, могут использоваться большие количества разбавителя, если агенты
для удаления воды выделяют большое количество тепла при соединении с водой, например, в случае
щелочных металлов или щелочноземельных металлов. Реакция замещения также предпочтительно
проводится в присутствии разбавителей.
использование разбавителей для облегчения включения и реакции; и 120 разбавители, используемые в
реакции замещения или в реакции связывания воды, могут служить или не служить растворителями для
производных целлюлозы, получаемых в процессе настоящего изобретения. 125 Охлаждение до любой
желаемой степени может применяться для предотвращения перегрева, вызванного теплом, выделяемым при
соединении воды с водоотталкивающими агентами, и охлаждения или сильного охлаждения рассолом, 130
277,721 продуктом превращения в качестве основания для реакции замещения; для реакции замещения могут
использоваться более высокие температуры, чем те, которые используются с каустической содой или
подобными щелочами в качестве основания, ввиду более слабого характера основания.
Можно предположить, что воду из целлюлозы или продукта переработки можно удалить одним лишь сухим
едким щелочным раствором. Однако едкий щелочной раствор не обладает способностью удалять воду из
целлюлозы или продукта переработки в той степени, в какой это возможно с помощью веществ, связывающих
воду посредством химической реакции, поскольку, с одной стороны, едкий щелочной раствор уже, с
химической точки зрения, является веществом, насыщенным водой, а с другой стороны, его сродство к воде
имеет лишь определенный предел при умеренных температурах; Например, при обычной температуре едкий
щелочной раствор имеет сродство лишь к примерно равному весу воды, что соответствует раствору с
максимальной концентрацией около 50-55%. Поэтому, если принять принцип пропитки целлюлозы
ограниченным количеством воды, например, в виде 50%-ного раствора едкого щелочного раствора, точка
насыщения щелочи уже почти достигается при обычной температуре, и дополнительно добавленная в
порошкообразном виде щелочь не сразу растворяется, а постепенно переходит в раствор по мере того, как
другая щелочь расходуется в реакции замещения. Однако, взяв такой раствор и добавив химические
водосвязывающие вещества, например, негашеную известь, воду можно легко удалить. Фактически, если для
получения высокой концентрации используется едкий щелочной раствор, даже порошкообразный,
концентрация, достижимая с помощью химических водосвязывающих веществ, не достигается, и, кроме того,
используется существенный избыток едкого щелочного раствора, что само по себе оказывает вредное
воздействие. Влияние на целлюлозу в части деполимеризации отсутствует, тогда как в случае химических
водосвязывающих агентов можно использовать только теоретические количества щелочи, например, от 2 до
41 молекулы, так что воздействие на целлюлозу, даже если щелочь тесно связана с ней или соединена с ней,
с точки зрения вреда практически равно нулю.
С другой стороны, даже если взять сухой щелочной раствор для соединения с целлюлозой при нормальной
влажности, например, тот факт, что щелочной раствор реагирует с целлюлозой 125, включает образование
воды; например, при соединении 4 молекул щелочного раствора с 1 молекулой целлюлозы (C 6 H 1005)
образуется почти 50 % воды относительно массы 130, что также может быть применено в реакции замещения.
Если в изобретении S в качестве связывающих воду агентов используются щелочные металлы или спиртовые
производные щелочных металлов, целесообразно не использовать сухую целлюлозу или сухие продукты
конверсии целлюлозы или их производные, поскольку это может привести к разложению или разрушению
молекулы целлюлозы, как объяснено в моей предыдущей спецификации 164374. При использовании
щелочных металлов или спиртовых производных щелочных металлов предпочтительно использовать
целлюлозу или продукты конверсии целлюлозы или их производные, содержащие по меньшей мере
нормальное количество воды, чтобы обеспечить легкое соединение между гидроксильными группами
целлюлозы и щелочным металлом в виде оксида, и этот процесс следует предпочесть.
Кроме того, это может быть осуществлено с использованием других разбавителей, таких как упомянутые.
Соединение, образующееся при взаимодействии воды с веществом, удаляющим воду путем химического
соединения, может с успехом служить основанием для реакции замещения или частью α-основания, но в
случае невода его можно использовать только в качестве α-водоудаляющего вещества, а не в качестве
основания.
В тех случаях, когда в качестве основания для реакции замещения используется едкий щелочной раствор, а
используемый для соединения с водой и ее удаления химический агент по своей природе способен
образовывать такой щелочной раствор путем гидролиза, как, например, в случае оксида натрия или оксида
калия, целлюлоза или продукт конверсии могут использоваться в естественном состоянии влажности или
пропитаны только водой в подходящем количестве, либо могут применяться разбавленные или более или
менее концентрированные растворы щелочи. В случае других химических агентов для соединения с водой и
ее удаления, для пропитки или добавления к целлюлозе или продукту конверсии может использоваться
разбавленный или более или менее концентрированный раствор щелочи, или же он может сначала
содержать ограниченное количество воды и щелочи, а затем быть обработан химическим агентом для
удаления воды путем химического соединения.
Хотя в качестве основания для реакции замещения предпочтительно использовать едкий натр или другой
щелочной раствор, могут применяться и другие неорганические основания, и, как уже упоминалось,
соединение, образующееся при взаимодействии воды с водоотталкивающим средством, может частично или
полностью заменить такое другое неорганическое основание.
Когда оксиды металлов, соединения металлов или металлы, отличные от щелочных, такие как негашеная
известь, кальций или другие оксиды или металлы щелочноземельных металлов, магний, гидрид магния и так
далее, используются для нагревания воды путем химического соединения, и полученное основание частично
или полностью служит для связывания или соединения с целлюлозой, если, например, используются щелочи,
тогда как с помощью агентов для связывания воды этого можно в некоторой степени избежать, и притяжение
таких агентов намного сильнее, щелочь тесно соединяется с целлюлозой.
Использование таких агентов для удаления воды с помощью химического гребенчатого метода может быть
осуществлено быстрее, чем нагревание с или без значительного разрушения, которое происходит при
использовании такого метода, например, в холодном или обычном месте и очень быстро, мгновенно.
Используя, как указано выше, химический комбинированный метод с реакцией может быть выполнен таким
образом, что вся щелочь или основание формально и тесно связывают целлюлозный материал с помощью
небольшого или даже практически осуществимого и с наименьшим разрушением целлюлозы, например, при
обработке восстановленной щелочью при умеренных температурах.
Обработка химическим путем с использованием воды или других подходящих разбавителей позволяет легко
смешивать материалы механическим способом и нагреванием, что может вызвать реакцию, как и прежде.
Разбавители могут содержать или не содержать порошкообразные компоненты для целлюлозного сырья.
путем или во время замещения. Реакция замещения предпочтительно проводится в таком режиме. Обработка
с использованием реагентов и удаляющих агентов может быть проведена до реакции, но может быть
проведена и во время реакции замещения. С помощью указанных количеств щелочи и агента или агентов,
необходимых для замещения гидратации целлюлозы любым диоксидом углерода, его содержание может
быть значительно снижено, фактически даже до приблизительно тех значений, которые теоретически
необходимы.
Следующий пример демонстрирует способ, которым это может быть эффективно реализовано (понимается,
что это лишь иллюстрация и может быть применено в широких пределах. Пример).
162 Молекулы -( 06111005) по весу пропитываются примерно 65 частями воды, используя от 81 до 160 частей
воды и около 160 частей едкого натрия. Оксид кальция очень большой, затем смешивается или
перемешивается с массой (предварительно с водой, предпочтительно в присутствии разбавителя, такого как
бензол, в количестве около 500-1000 частей или, например, 70 частей), в такой пропорции. Кроме того, чтобы
соединиться с водой и удалить ее, или удалить полностью или в необходимой степени, например.
Для инирования необходимо использовать от 3 до 7 молекул или более оксида кальция, который эффективно
превращается в оксид, тогда как большие количества оксида кальция следует применять в тех случаях, когда
необходимо химически связать воду, образующуюся в реакции замещения, с помощью вакуумной экстракции.
Для удаления оксида кальция предпочтительно использовать замешанный или:
Теплая температура смешивается при охлаждении рассолом в течение примерно 80°C, фактически почти час
или два. Операция может выполняться при обычной температуре и в течение более длительного времени,
хотя воды нет, в этом нет смысла. После такой формы замешивание в оксиде кальция в течение 85°C может
быть выполнено в течение необходимого времени, добавляется около 2,5 мл с 5 молекулами оксида этилена
или вводится этиленхлоргидрин или другие замещающие агенты, при этом вода, как было определено ранее,
не используется. Инициирование замешивания или смешивания предпочтительно должно быть 90°C.
Реакцию предпочтительно проводить при температуре около 0°C, но к концу ее можно позволить подняться
до обычной температуры или выше. Однако реагенты для реакции могут быть, с меньшим преимуществом,
95°C, и удаление, выполняемое при обычной или более высокой температуре, в бензоле. Оксид этилена или
этиленхлоргидрин или другие замещающие агенты могут быть использованы для обеспечения возможности
замещения. Замешанный и «агент» может быть добавлен в реакцию для распределения массы либо сразу,
либо постепенно, либо с интервалами в течение реакции.
Хотя агенты для соединения с растворителем и удаления воды, как указано выше, предпочтительно
добавляются до начала реакции замещения, следует понимать, что они могут быть добавлены частично или
полностью в процессе реакции замещения, и что связывающие воду агенты могут быть добавлены все сразу,
постепенно или с интервалами в ходе реакции замещения. Также в реакции замещения может быть
проведено за одну операцию или поэтапно, при этом основание замещения или агент, образующий
основание, добавляется для осуществления реакции замещения сразу, постепенно или на разных этапах.
Желаемая степень. Следует также понимать, что, хотя количество воды, присутствующей в целлюлозе или
продукте конверсии или производном в начале, предпочтительно ограничено настолько, насколько это
возможно, тем не менее, могут использоваться более разбавленные растворы, например, щелочные или
щелочные, или большие количества воды, ввиду различной эффективности удаления воды из целлюлозы или
продукта конверсии или производного путем химического связывания воды с указанными агентами; очевидно,
однако, что в этом случае потребуются большие количества агентов для химического связывания воды, чтобы
удалить или ограничить воду, поэтому в этом нет преимущества. Кроме того, конечно, следует понимать, что
реакцию можно проводить, начиная с меньшего количества воды, чем желательно иметь в ходе реакции, но и
в этом случае нет преимущества.
Дата: 26 марта 1926 года.
Т. Л. Уайтхед, дипломированный патентный поверенный, Патентный отдел, British Celanese Limited, 8,
Ватерлоо Плейс, Лондон, ЮЗ 1.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве производных целлюлозы или относящиеся к нему. Я, гражданин
Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Ватерлоо Плейс, 8, Лондон, S W 1, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
в моей предыдущей спецификации №.
166,767 Я описал процессы производства производных целлюлозы, представляющих собой продукты реакции
целлюлозы или продуктов ее превращения с галогенэфирами гликолей или многоатомных спиртов или их
эфиров, содержащих один или несколько замещающих галогенов, например, этиленхлорид CHE{Cl CH, Cl,
пропиленхлорид CH CRC 1 CH C 1, этиленхлоргидрин C 11,C 1 CHOH, пропиленхлоргидрин CHCHCI CHOH,
глицерилмонохлоргидрин CH 2 Cl CIIOH, CHOH и глицерилдихлоргидрин CH 2 C 1 CH,2 OILCH Cl, а также их
изомерные модификации, эпихлоргидрин CR 2 CRCH 2 C 1 монохлорэфир C 21 15 O CH 3 CHCI и так далее,
при этом один или несколько гидроксильных водородов целлюлозного тела соединяются с одним или
несколькими атомами галогена указанных галогенэфиров. остатки которых замещают эти гидроксильные
водороды, образуя, таким образом, соответствующие производные целлюлозы.
Далее в указанной мной спецификации я указал, что производство указанных производных целлюлозы
предпочтительно осуществляется с ограниченным количеством воды или даже без воды, при этом общее
количество воды, присутствующей или добавляемой в реакцию (без учета воды, образующейся в самой
реакции), предпочтительно составляет от приблизительно естественной влажности целлюлозы или продукта
конверсии целлюлозы до приблизительно четырехкратного веса сухой целлюлозы или продукта конверсии и
предпочтительно не превышает %-1 SO % от веса целлюлозы или продукта конверсии, а общее количество
щелочи, используемой в реакции, независимо от того, добавляется ли она в начале или во время реакции,
предпочтительно составляет такое количество, которое представляло бы собой водный раствор с
концентрацией от 50 до 75 или 95 % по весу, если бы предполагалось, что она растворена в указанном
количестве воды, присутствующей или добавляемой в вышеуказанном смысле.
6,5 В моей предыдущей спецификации № 187,639
Я описал производство эфиров целлюлозы, таких как этиловые, метиловые или бензиловые эфиры, в
котором этерификация 75 осуществляется в присутствии ограниченного количества воды с помощью агентов,
способных химически связывать воду.
Согласно настоящему изобретению, целлюлоза или ее близкие к продукту превращения 80 (предпочтительно
нерастворимые в щелочи) или производные (а именно, производные целлюлозы, все еще содержащие одну
или несколько свободных или незамещенных гидроксильных групп) обрабатываются одним или несколькими
из нижеописанных «замещающих агентов» в присутствии щелочи или других неорганических оснований таким
образом, что количество присутствующей воды уменьшается путем добавления агентов, способных
связывать воду посредством химического соединения 90 с ними (и которые сами могут быть или не быть
способны служить основанием после поглощения такой воды), так что количество воды, присутствующей во
время реакции между целлюлозой, продуктом превращения 95 или производным и «замещающим агентом
или агентами», независимо от того, содержится ли такое количество воды в целлюлозе, продукте
превращения 95 или производном или добавляется к ним до или во время реакции с «замещающим агентом
или агентами», или образуется при соединении основания или оснований с целлюлозой, продуктом
превращения целлюлозы или производным (и, при необходимости, без учета воды, образующейся в реакции
между Количество щелочи или основания в реакции между целлюлозой, продуктом конверсии целлюлозы или
производным и «замещающим агентом или агентами» не превышает примерно четырехкратного веса
целлюлозы, продукта конверсии целлюлозы или производного, и предпочтительно не превышает от примерно
нуля до примерно половины его веса, так что щелочь или основание плотно прилегают или соединяются и
равномерно распределяются по целлюлозе, продукту конверсии целлюлозы или производному, при наличии
небольшого количества воды или ее отсутствии, при этом общее количество щелочи или основания в реакции
между целлюлозой, продуктом конверсии целлюлозы или производным и «замещающим агентом или
агентами» по меньшей мере равно по весу, а предпочтительно превышает в соотношении от 3:1 до 19:1 или
более, вес воды, присутствующей или добавленной во время реакции между целлюлозой, продуктом
конверсии целлюлозы или производным и «замещающим агентом или агентами» (при необходимости не
учитывая воду, которая может образоваться в самой реакции).
К веществам, именуемым «замещающими агентами», относятся: вышеупомянутые галогеновые эфиры
гликолей или многоатомных спиртов или их эфиров; оксиды этилена или их аналоги, например, оксид
пропилена; продукты метиленхлоргидрина или продукты этилиденоксидилхлорида. Под продуктами
этилиденхлорида и продуктами метиленоксидилхлорида я подразумеваю продукты, которые могут быть
получены действием хлористого водорода на ацетальдегид и формальдегид соответственно.
Необходимое количество щелочи или основания может быть введено либо сразу до реакции между
целлюлозой и «замещающим агентом или агентами», либо прерывисто, на разных этапах или непрерывно во
время реакции. Необходимое количество «замещающего агента или агентов» также может быть введено либо
сразу, либо на разных этапах, либо непрерывно. Для целей настоящего изобретения могут быть
использованы соединения металлов, металлы или вещества, образующие гидроксиды или оксиды при
контакте с водой. К таким веществам относятся, например, оксид натрия, оксид калия, оксид кальция, оксид
бария, оксид магния, гидрид кальция, гидрид магния, металлический кальций, барий или натрий, или (хотя,
возможно, менее выгодно) содамиды или порошок этилата натрия. Такие вещества могут соединяться с
целлюлозой или продуктом конверсии и удалять из них воду, позволяя щелочи или основанию более прочно
связываться с целлюлозой, возможно, образуя более прочную химическую связь.
Используя указанные водосвязывающие агенты, можно легко ограничить содержание воды в пределах
указанных ограничений, и таким образом воду можно полностью или почти полностью удалить, включая воду,
которая может образоваться в результате действия основания на целлюлозу, продукт конверсии или
производное, например, при образовании щелочной целлюлозы или других солей основания с
гидроксильными группами целлюлозы. В то же время можно обеспечить гомогенное распределение и тесное
соединение необходимого щелочного вещества или основания с целлюлозой или продуктом конверсии,
сохраняя при этом молекулу целлюлозы от существенного разрушения или деградации и позволяя реакции
между целлюлозой, продуктом конверсии целлюлозы или производным и «замещающим агентом или
агентами» протекать быстрее и с меньшим, так сказать, теоретическим количеством щелочного вещества или
основания и «замещающего агента или агентов». Следует понимать, что в отношении ограничения
содержания воды в пределах указанных выше ограничений можно использовать относительно большие
количества, применяя химическое связывающее вещество в достаточном количестве для уменьшения
количество воды.
В идеале для реакции замещения (т. е. реакции между целлюлозой, продуктом превращения целлюлозы или
его производным и агентом или агентами замещения) щелочь или основание должны быть в очень
концентрированном виде по отношению к целлюлозе и предпочтительно, насколько это возможно, в
приблизительно теоретическом количестве с очень ограниченным количеством воды или даже без воды, так
что, следовательно, реакция замещения также происходит в присутствии небольшого количества воды или
без нее. Предпочтительнее начинать процесс в присутствии некоторого количества воды, например,
используя 50%-ный раствор едкой щелочи, и удалять воду с помощью водосвязывающих агентов.
Обработка водосвязывающими агентами предпочтительно проводится в присутствии разбавителей,
предпочтительно нейтральных разбавителей, таких как бензол, толуол, карбониттетрахлорид, этилбериллий,
лигроин или бензин, для облегчения включения и реакции, а также для поглощения или распределения
выделяемого тепла; соответственно, большие количества разбавителя могут быть использованы там, где
агенты для удаления воды выделяют большое количество тепла при соединении с водой, например, в случае
щелочных металлов или щелочноземельных металлов. Реакция замещения также предпочтительно
проводится в присутствии разбавителей для облегчения включения и реакции; и 125 разбавителей,
используемых в реакции замещения или в реакции связывания воды, могут служить или не служить
растворителями для производных целлюлозы, получаемых в процессе настоящего изобретения. 130
Охлаждение до любой желаемой степени может быть применено для предотвращения перегрева по причине
277-,'7:Y 1-1 химического соединения, и полученное основание служит частично или полностью для фиксации
или соединения с целлюлозой или продуктом конверсии целлюлозы. В качестве основания для реакции
замещения могут использоваться более высокие температуры, чем те, которые используются с каустическим
натрием или подобным щелочным веществом в качестве основания, ввиду более слабого характера
основания. 75 Можно предположить, что можно удалить воду из целлюлозы или продукта конверсии только
сухим каустическим натрием. Однако каустический натрий не обладает способностью удалять воду из
целлюлозы или продукта конверсии в той степени, в какой это возможно с агентами, которые связывают воду
посредством химической реакции, поскольку, с одной стороны, каустический натрий уже, С химической точки
зрения, тело насыщено водой, а с другой стороны, его сродство к воде имеет лишь определенный предел при
умеренных температурах; например, при обычной температуре едкий натр имеет сродство лишь примерно к
равному весу воды, что соответствует раствору с максимальной концентрацией около 50-55 %.
Следовательно, если принять принцип пропитки целлюлозы 95 ограниченным количеством воды, например, в
виде 50%-ного раствора едкого щелочного вещества, то точка насыщения щелочью достигается практически
при обычной температуре, и дополнительное количество щелочи, добавленное в порошкообразной форме, не
растворяется сразу, а постепенно переходит в раствор по мере расхода других щелочей в реакции
замещения. Однако, взяв такой 105%-ный раствор и добавив химические водосвязывающие вещества,
например, негашеную известь, воду можно легко удалить.
Фактически, если для достижения высокой концентрации используется едкий щелочной раствор, даже
порошкообразный, то концентрация, достижимая при использовании химических водосвязывающих агентов,
не достигается, и, кроме того, используется значительный избыток едкого щелочного раствора, что само по
себе оказывает пагубное воздействие на целлюлозу с точки зрения деполимеризации; тогда как в случае
химических водосвязывающих агентов можно использовать только теоретические количества щелочи, такие
как 2–4 молекулы, так что воздействие на целлюлозу, даже если щелочь тесно связана с ней или соединена с
ней, с пагубной точки зрения практически равно нулю.
С другой стороны, даже если взять сухой щелочной раствор с нормальной влажностью, то даже реакция
щелочи с целлюлозой может сопровождаться образованием воды; например, при сочетании 4 молей воды,
выделяемой при взаимодействии воды с водоотталкивающими веществами, и охлаждении или сильном
охлаждении рассолом, это также может быть применено в реакции замещения.
Если в изобретении в качестве связывающих воду агентов используются щелочные металлы или спиртовые
производные щелочных металлов, целесообразно не использовать сухую целлюлозу или сухие продукты
конверсии целлюлозы или их производные, поскольку это может привести к разложению или разрушению
молекулы целлюлозы, как объяснено в моей предыдущей спецификации 164,374 e. При использовании
щелочных металлов или спиртовых производных щелочных металлов предпочтительно использовать
целлюлозу или продукты конверсии целлюлозы или их производные, содержащие по меньшей мере их
обычное количество воды, чтобы обеспечить легкое соединение между гидроксильными группами целлюлозы
и щелочным металлом в виде оксида, и операция предпочтительно должна быть осуществлена в бюзоле или
других разбавителях, как указано выше.
Соединение, образующееся при взаимодействии воды с веществом, удаляющим воду, путем химического
соединения, может с успехом служить основанием для реакции замещения или частью основания, но в
некоторых случаях оно может использоваться только в качестве вещества, удаляющего воду, а не в качестве
основания.
В тех случаях, когда в качестве основания для реакции замещения используется едкий щелочной раствор, а
используемый для соединения с водой и ее удаления химический агент по своей природе способен
образовывать такой щелочной раствор путем гидролиза, как, например, в случае оксида натрия или оксида
калия, целлюлозу или продукт конверсии могут использовать в естественном состоянии влажности или
пропитанные только водой в подходящем количестве, либо могут применяться разбавленные или более или
менее концентрированные растворы щелочи. В случае других химических агентов для соединения с водой и
ее удаления, для пропитки или добавления к целлюлозе или продукту конверсии может использоваться
разбавленный или более или менее концентрированный раствор щелочи, либо он может сначала содержать
ограниченное количество воды и щелочи, а затем быть обработан химическим агентом для удаления воды
путем химического соединения.
Хотя в качестве основания для реакции замещения предпочтительно использовать едкий натр или другую
щелочь, могут применяться и другие неорганические основания, и, как уже упоминалось, соединение,
образующееся при взаимодействии воды с водоотталкивающим средством, может частично или полностью
заменить такое другое неорганическое основание.
При использовании оксидов металлов, соединений металлов или металлов, отличных от щелочных, таких как
негашеная известь, кальций или другие оксиды или металлы щелочноземельных металлов, магний, гидрид
магния и т. д., для удаления воды с помощью 277 721 молекулы щелочи с 1 молекулой целлюлозы (C6UH005),
образуется почти 50% воды относительно веса целлюлозы, если, например, используется 4 молекулы
щелочи. В то же время, при использовании агентов для химического связывания воды этого можно в
значительной степени избежать, и притяжение воды к таким агентам становится намного сильнее, а щелочь
тесно связывается с целлюлозой. Более того, при использовании таких агентов для удаления воды путем
химического связывания это удаление может быть осуществлено более эффективно, чем нагреванием с
вакуумом или без него, без обширной деполимеризации или разрушения, которые произошли бы при таком
методе, поскольку указанное удаление происходит при низких или обычных температурах и очень Быстро,
фактически почти мгновенно, используя такие реагенты, как упомянутые ранее, которые геометрически
соединяются с водой, реакцию можно провести таким образом, чтобы вся щелочь или основание могли быть
равномерно и тесно связаны с целлюлозным материалом с помощью введения
При минимальном или практически полном отсутствии воды и с минимальной деполимеризацией целлюлозы,
обработка может проводиться с уменьшенным количеством щелочи и при умеренных или низких
температурах. Обработка агентами для химического связывания с водой и ее удаления предпочтительно
проводится в энзоле или других подходящих разбавителях, чтобы обеспечить легкое перемешивание
материалов и выделение тепла в результате реакции. Как упоминалось ранее, разбавители могут обладать
или не обладать растворяющей способностью по отношению к производным целлюлозы, образующимся в
результате или во время реакции замещения.
Реакция замещения также предпочтительно проводится в таких разбавителях. Обработка связующими и
удаляющими воду агентами предпочтительно проводится до реакции замещения, но может проводиться во
время или в процессе реакции замещения. С помощью настоящего изобретения количество щелочи и
замещающего агента или агентов, необходимых для осуществления замещения гидроксильных групп
целлюлозы в любой желаемой степени, может быть значительно уменьшено, фактически даже
приблизительно до теоретически необходимых количеств.
Следующий пример служит для иллюстрации способа осуществления изобретения, при этом следует
понимать, что он приведен лишь в качестве иллюстрации и может варьироваться в широких пределах.
Например, 1 м Yp LE 162 части целлюлозы по весу (Cr I 1 ll OO 5) пропитывают примерно 81–160 частями
воды и примерно 160–70 частями едкого натрия. Затем в массу добавляют или замешивают оксид кальция
(предпочтительно в присутствии разбавителя, такого как бензол, в количестве примерно 500–1000 частей,
например) в такой пропорции 75, чтобы полностью или в необходимой степени соединиться с водой и удалить
ее, например.
Для реакции замещения используется от 3 до 7 молекул оксида кальция или более, тогда как в случаях, когда
необходимо химически связать воду, образующуюся в реакции замещения, следует использовать большие
количества оксида кальция. Оксид кальция предпочтительно перемешивают или смешивают при охлаждении
рассолом в течение примерно одного-двух часов. Однако операцию можно проводить при обычной
температуре и в течение более длительного времени, хотя это не дает никаких преимуществ. После
перемешивания оксида кальция в течение необходимого времени добавляют от 2 до 5 молекул оксида
этилена, этиленхлоргидрина или других из вышеописанных замещающих агентов, при этом перемешивание
или смешивание предпочтительно продолжают. Реакцию предпочтительно проводят при температуре около
0°C, но к концу ее можно довести до обычной температуры или выше. Однако реакцию можно, с меньшими
преимуществами, проводить при обычной или более высокой температуре. Оксид этилена, этиленхлоргидрин
или другой замещающий агент могут быть добавлены к реакционной массе. либо все сразу, либо постепенно,
либо с интервалами в ходе реакции. Хотя агенты для связывания и удаления воды, как упоминалось выше,
предпочтительно добавляются до начала реакции замещения, следует понимать, что они могут быть
добавлены частично или полностью в ходе реакции замещения, и что указанные водосвязывающие агенты
могут быть добавлены сразу, постепенно или с интервалами в ходе реакции замещения. Также реакция
замещения может проводиться за один раз или поэтапно, при этом основание или щелочеобразующий агент
добавляются сразу, постепенно или на разных этапах. Следует также понимать, что хотя количество воды,
присутствующей или используемой в целлюлозе, продукте конверсии или производном в начале,
предпочтительно ограничивается насколько это возможно, тем не менее, могут быть использованы более
разбавленные растворы щелочи или основания или большие количества воды ввиду эффективности
удаления воды из целлюлозы, продукта конверсии или производного путем химического связывания
водосвязывающего агента или агентов. Вводится либо сразу, либо поэтапно, либо непрерывно.
Соседние файлы в папке патенты