Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11124
.pdf
========================================
Patent Translate
Powered by EPO and Google
Patent Translate is currently overloaded by requests. Please try again in a few seconds.
We apologise for any inconvenience this may cause.
Contact Patent Translate team
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_415407.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=415407&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB415407A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Конвенция Dote (США): февраль. 23, 1932.
415,407 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 22, 1933. № 5422/33.
Завершено: август. 22, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве коллоидной серы или относящиеся к нему.
Мы, компания E. I. D)u PONT IDE NEMOU0IS AND) Co., расположенная в Уилмингтоне, штат Делавэр,
Соединенные Штаты Америки, корпорация, организованная и существующая в соответствии с законами штата
Делавэр, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к производству коллоидной серы и, в частности, суспензионных серных золей.
Целью изобретения является получение коллоидной серы материальной полезности (-01), особенно в
высоких концентрациях, быстрым методом эмульгирования, таким как эмульгирование в турбулентном потоке
и эмульгирование в коллоидной мельнице. Ещё одной целью является получение стабильных золей серных
дисперсоидов (включая эмульсоиды и суспенсоиды).
Эти цели достигаются с помощью настоящего изобретения, согласно которому расплавленная сера
эмульгируется путем перемешивания ее при атмосферном давлении в диспергирующей среде, которая кипит
при температуре выше точки плавления серы, в присутствии защитного агента, и путем прямой
кристаллизации диспергированной серы, осуществляемой в эмульсии.
Изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующим примером, в котором указанные детали
представлены в весовых единицах.
ПРИМЕР.
1
)0 Части водно-глицериновой смеси (состоящей из 90% глицерина и примерно 10% воды), содержащей 1,0
часть казеината натрия, нагревали до температуры 130 °C и перемешивали мешалкой, вращающейся со
скоростью 4000 об/мин. 100 частей серы нагревали до 130 °C и добавляли в глицериновую композицию во
время перемешивания.
Перемешивание продолжалось до тех пор, пока температура не опустилась примерно до 60 °C.
После этого полученную смесь охладили и разбавили водой.
При исследовании разбавленного материала было установлено, что вся сера рассеялась и находится в
быстром броуновском движении.
Было установлено, что мешалка диаметром один дюйм обеспечивает удовлетворительные результаты, когда
общее количество материала (дисперсионная среда плюс дисперсная система) составляет около 1
килограмма или меньше. При работе с большими объемами материалов желательны соответствующие
изменения в работе мешалки для достижения соответствующих состояний перемешивания (60°C).
Изобретение не ограничивается конкретным защитным материалом, описанным в приведенном выше
примере. В целом, можно использовать любой диспергирующий агент, смачивающий агент или защитный
коллоид (обычно в данном контексте называемый «защитным материалом»). В качестве конкретных примеров
таких композиций можно упомянуть глиптальовые смолы, 70% белок, сульфированный животный жир, масло
Turkey Red и глину. Результаты, полученные с использованием мыла, заслуживают особого внимания.
Другие дисперсионные среды, помимо перечисленных в конкретном примере 75, работают
удовлетворительно. Можно использовать чистый глицерин. Желательные результаты достигаются при
использовании водных растворов различных сахаров (предпочтительно растворов, содержащих около 50%
сахара, например, тростникового сахара).
Жидкие дисперсионные среды с температурами кипения ниже примерно 120 °C (например,
Для повышения температуры кипения среды (например, путем добавления сахара в воду) может
использоваться вода, а для понижения температуры плавления серы — добавление в нее других веществ
(например, наплиталина или дихлорбензола) — снижение температуры плавления серы путем растворения в
ней второго вещества (например, наплиталина или дихлорбензола). В эмульсию могут быть добавлены
другие вещества, которые будут эмульгированы или диспергированы одновременно с серой.
Затвердевание серы из эмульсии может быть достигнуто любым желаемым способом, например,
естественным или искусственным охлаждением эмульсии, и может быть как ускоренным, так и отложенным.
В целом, нет необходимости в том, чтобы температура расплавленной серы непосредственно перед
эмульгированием превышала 130 °C, но при желании можно использовать более высокие температуры.
Выбор таких более высоких температур ограничен физическими характеристиками 105 (например,
температурой кипения) сульфида 95.
а также конкретные условия, при которых осуществляется эмульгирование.
Описанный здесь процесс эмульгирования может осуществляться с помощью устройств, отличных от
мешалки, как описано в конкретном примере. Смеси расплавленной серы, дисперсионной среды и защитного
материала могут пропускаться через любые известные типы коллоидных мельниц с весьма желательными
результатами.
Описанный здесь процесс эмульгирования имеет то преимущество, что он завершается за очень короткое
время, например, за 10-60 минут, в зависимости от используемых условий. Высокие концентрации
коллоидного материала могут быть получены за очень короткое время. Материалы, содержащие всю серу в
коллоидной форме, производятся без каких-либо практических трудностей даже в промышленных масштабах.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_415408.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=415408&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB415408A
[]
СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПАТЕНТ TI O''
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА iv Дата подачи заявки: февраль. 22, 1933. № 5423/33.
Слева полностью: февраль. 22, 1934.
Завершено: август. 22, 1934.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
415,408 Обработка нитратами целлюлозы.
Мы, компания Dur PONT VISCOLOID COMPANY, из 6? 6, Компания Schuyler Avenue, Arlington, New Jersey,
United States of America, зарегистрированная и действующая в соответствии с законами штата Делавэр, США,
и Родейрик Кениг Эсиев, проживающий по адресу: 217, Central Avenue, Rialhway, New Jersey, United States of
America, гражданин США, настоящим заявляют, что данное изобретение имеет следующий характер: данное
изобретение относится к очистке, снижению вязкости, отбеливанию и осветлению сложных эфиров
целлюлозы, особенно нитрата целлюлозы, и, в частности, к этим операциям, проводимым с нитроцеллюлозой
с содержанием азота ниже 12,5%, используемой в лакокрасочной и пироксилиновой пластмассовой
промышленности.
Хорошо известно, что нитроцеллюлоза с содержанием азота приблизительно 12% и низкой вязкостью широко
используется в лаках и эмалях для мебели и автомобилей. Это возможно благодаря низкой вязкости
нитроцеллюлозы, позволяющей использовать ее для приготовления растворов высокой концентрации,
которые при этом остаются достаточно жидкими для распыления или нанесения кистью.
Также верно, что свойство низкой вязкости нитроцеллюлозы с содержанием азота приблизительно 11% имеет
важное значение при производстве камфорно-спиртовых пластмасс, например, при экструзии стержней и
труб. Кроме того, при производстве безопасного стекла крайне важно использовать нитроцеллюлозу,
прошедшую очистку, чтобы получить пластик, максимально свободный от мутности, нерастворимых волокон и
примесей, которые меняют цвет при воздействии света.
Существовавшие ранее методы очистки нитроцеллюлозы включали кипячение нитроцеллюлозы в
разбавленной отработанной нитрирующей кислоте, промывание кислоты, а затем отбеливание, если
требовался особенно насыщенный цвет. Низковязкую нитроцеллюлозу получают путем нитрования при
высоких температурах, что сопровождается низким выходом продукта и значительными потерями кислоты. В
качестве альтернативы, нитроцеллюлозу перерабатывают под давлением. Этот метод переваривания сейчас
широко используется, но он требует дорогостоящего оборудования и является опасной операцией. Кроме
того, он лишь стабилизирует и снижает вязкость нитроцеллюлозы, не отбеливая ее и не улучшая
прозрачность растворов или пластмасс, изготовленных из нее.
Существуют также методы снижения вязкости нитроцеллюлозы, основанные на принципе окисления в водной
среде, 60 но эти предыдущие процессы по своей природе ограничены температурами ниже 100 °C и
предназначены для работы при комнатной температуре или немного выше. По этой причине они работают
очень медленно и применимы только к нитроцеллюлозе, предварительно стабилизированной отбеливанием в
водном растворе при температуре приблизительно 100 °C, или же продукты, полученные в результате этих
процессов, должны быть впоследствии стабилизированы. 70 Мы разработали процесс, позволяющий
работать при температурах значительно выше 100 °C, даже при атмосферном давлении, что не только
ускоряет процесс снижения вязкости, но и обеспечивает одновременную стабилизацию нитроцеллюлозы, а
также другие преимущества, которые будут описаны ниже, без необходимости работы под давлением. Мы
обнаружили, что нагревание сложного эфира o80 в солевом растворе, содержащем растворимую соль
галогеноводородной кислоты, в присутствии небольшого количества кислоты позволяет получить новые и
неожиданные результаты в очистке, снижении вязкости, отбеливании 85 и осветлении.
Наше изобретение основано на этом открытии.
Целью нашего изобретения является создание быстрого, простого и безопасного метода снижения вязкости
сложных эфиров целлюлозы 90 в нерастворенном состоянии, как в коллоидном, так и в неколлоидном виде, в
частности, нитрата целлюлозы. Также для очистки сложных эфиров в их неколлоидном состоянии путем
удаления неэтерифицированной, например, ненитрированной, и недостаточно этерифицированной
целлюлозы, чтобы растворы или пластмассы, изготовленные из них, имели улучшенную прозрачность.
Дальнейшие цели включают отбеливание продукта и обеспечение средств для достижения этих целей
одновременно со стабилизацией. С этой целью, а также для общего усовершенствования процессов
указанного общего характера, наше изобретение состоит в различных аспектах, описанных ниже.
415,408 В общем случае, в предпочтительном варианте изобретения, применительно к нитроцеллюлозе,
нитроцеллюлоза, нитрованная обычным способом, растворяется в большом количестве воды в соответствии
с обычной процедурой, применяемой в данной области техники. Затем разбавленный кислый раствор
сливают, и нитроцеллюлозу кипятят в концентрированном солевом растворе, содержащем водорастворимую
соль соляной кислоты, например, хлорид натрия или хлорид магния, в присутствии небольшого количества
кислоты, предпочтительно азотной.
По завершении обработки нитроцеллюлозу промывают от кислоты I5 и солей.
Наше изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами:
ПРИМЕР I.
Описанный ниже процесс представляет собой производство нитроцеллюлозы низкой вязкости, содержащей
приблизительно 1 л азота и имеющей вязкость приблизительно 350 сП. (Описанные здесь значения вязкости
нитроцеллюлозы определяются следующим образом: 20 граммов высушенной нитроцеллюлозы растворяют в
131 грамме растворителя, состоящего из 30% камфоры по весу в этиловом спирте.) Вязкость в сантипуазах
равна 34-кратному числу секунд, необходимых для того, чтобы минимальная сфера диаметром 1 дюйм
прошла сквозь слой раствора глубиной 10 дюймов за 1,5 секунды. 3" (внутренний диаметр трубки при 250 °C).
Нитроцеллюлозу нитруют обычным способом, получая продукт с содержанием азота приблизительно 11,2% и,
из соображений экономии, высокой вязкостью, например, 3000 сантипуаз, после чего растворяют обычным
способом в большом количестве воды. Кислотную воду сливают, и добавляют насыщенный водный раствор
хлорида натрия в соотношении 20 частей рассола к 1 части нитроцеллюлозы. Кроме того, из-за наличия воды
в отцеженной нитроцеллюлозе, добавляется достаточное количество сухого хлорида натрия для обеспечения
насыщенного раствора при рабочей температуре, приблизительно 1090 °C. Проверяется кислотность
рассола, и добавляется достаточное количество смеси кислот (HNO и 1000 хлоридов натрия) для доведения
кислотности раствора до 1% в пересчете на гидроксихлорохин. Смесь кипятят (температура кипения около
109 °C) в течение 3 часов.
Затем рассол сливают (в емкость для повторного использования), а нитроцеллюлозу промывают водой,
удаляя кислоты и хлориды.
Вязкость нитроцеллюлозы, обработанной описанным выше способом, снижается с исходных значений около
3000 сантипуаз до приблизительно 350 сантипуаз. Содержание азота в нем снизится примерно до 11,0%.
Кроме того, он будет отбелен хлором, выделяющимся во время кипячения, и его стабильность по результатам
теста с метилфиолетовой бумагой при температуре 1,5–34,5 °C составит не менее 30 минут. Кроме того, в
результате этого процесса повысится его растворимость и прозрачность в смесях камфоры и спирта, обычно
используемых с нитроцеллюлозой этого типа. Увеличение растворимости в смесях спирта и каннабиса с
олеохололом иллюстрируется следующими данными для нитроцеллюлозы (2000 сП), обработанной в
соответствии с приведенным выше примером, за исключением того, что обработка продолжалась до 0,51
часа.
Растворимость в спирте 2B: 2% камфоры 57,21% 77,88% 81,87% 86,12% Не исследовано. Растворимость в
спирте 2B: 6% камфоры 72,09% 88,60% Не исследовано 90,80% 96,98%. Спирт 2B, указанный в таблице
выше, представляет собой специально денатурированный спирт, состоящий из 100 галлонов этилового
спирта (9,5% по объему) и 1 галлона бензола.
Хотя в приведенном выше примере упоминается соотношение рассола к нитроцеллюлозе 20 к 1, следует
понимать, что это соотношение жидкости к твердому веществу не является существенным для химии
процесса, поскольку может использоваться любое удобное соотношение, скажем, от 10 к 1 до 30 к 1 или
выше, в значительной степени определяемое типом оборудования, используемого для обработки смеси, при
условии, что рассола будет достаточно для удовлетворительного поглощения и проникновения в
нитроцеллюлозу, а также при других рабочих факторах. Соотношение 20 к 1 является удобным в тех случаях,
когда используется тип пробирки или пробирки с маслом, обычно применяемые при очистке нитроцеллюлозы.
ПРИМЕР II.
Нитроцеллюлоза содержала приблизительно 1,1% азота и имела начальную вязкость 1926 ед. Процедура в
целом соответствовала Примеру I, за исключением того, что для насыщенного раствора хлорида натрия
время кипячения в часах.
2
Вязкость нитроцеллюлозы (в сП).
2000 10.55 612 286 129 Растворимость в спирте 2B 25,44% 39,93 41,28 53,13 68,91 и VII иллюстрируют
применение процесса для снижения вязкости эоллоидного эфира целлюлозы.
Хлорид натрия предпочтительнее из-за его дешевизны; сырую каменную соль можно использовать, если
раствор отфильтровать перед использованием, но подойдет любая хорошо растворимая, сильно
ионизированная соль соляной кислоты, хлориды любых щелочных металлов и любых щелочноземельных
металлов, причем хлориды щелочных металлов предпочтительнее.
Если необходимо получить продукт, не помутневший от нерастворимых солей, следует избегать
использования хлоридов металлов, сульфаты которых нерастворимы, при обработке нитроцеллюлозы, не
прошедшей предварительную обработку для удаления сложных эфиров серной кислоты, или при
использовании серной кислоты в процессе производства.
Использование серной кислоты в реагенте 85, хотя и не является обязательным, желательно, поскольку она
способствует повышению кислотности и, следовательно, гидролизующего действия раствора, не усиливая
при этом окислительное действие. При использовании одной только азотной кислоты 90 трудно поддерживать
достаточную кислотность без создания слишком сильного окислительного воздействия. Например, 2%-ная
азотная кислота за короткое время вызовет полное разложение некоторых типов нитроцеллюлозы, например,
с содержанием азота около 11% или менее, при кипячении в насыщенном солевом растворе. В случае
некоторых нитроцеллюлоз с более высоким содержанием азота, например, -912%, иногда допустимо и
целесообразно использовать только азотную кислоту. Хотя серная кислота упоминается в данном процессе в
большей степени в связи с ее использованием вместе с азотной кислотой в качестве неокисляющей
гидролизующей кислоты, из-за ее низкой стоимости, доступности и т. д. следует понимать, что могут
использоваться и другие неокисляющие кислоты. Кроме того, серную или любую другую неокисляющую
кислоту можно использовать отдельно, то есть без добавления окисляющей кислоты, поскольку
неокисляющая кислота гидролизует нитроцеллюлозу и, таким образом, высвобождает азотную кислоту,
обеспечивая тем самым наличие окисляющей кислоты.
Мы не ограничиваемся 1% кислотностью 115, поскольку в зависимости от желаемой степени снижения
вязкости может использоваться как более высокая, так и более низкая кислотность. Слишком низкая
концентрация снижает как отбеливающее, так и вязкостное действие, а слишком высокая концентрация
чрезмерно разрушает нитроцеллюлозу. Максимальная концентрация смешанной кислоты не должна
превышать 5 % в пересчете на lSOS. Под смешанной кислотой мы подразумеваем тип, обычно состоящий
примерно из 20% оксида азота и 60% серной кислоты. М и 20% воды. Можно использовать любую кислоту,
достаточно ионизированную в условиях процесса гидролиза нитроцеллилозы, но мы предпочитаем
смешанную кислоту T130, в которую было добавлено достаточное количество смешанной кислоты, чтобы
довести кислотность до 0,44%, выраженной как 112SO4, а время кипячения составляло 4 часа.
Конечная вязкость 623 сП; стабильность при 1:34,5 °C в течение 30 мин; растворы обработанной
нитроцеллюлозы в камфорно-спиртовом растворе были яркими, прозрачными и имели хороший цвет.
ПРИМЕР III.
Нитроцеллюлоза и обработка были такими же, как в Примере II, за исключением того, что кислотность
рассола составляла 1,81%.
Конечная вязкость 50 сП; стабильность при температуре A1:4,5 °C в течение 40 мин; остальные
характеристики такие же, как у продукта из Примера II.
ПРИМЕР IV.
Нитроцеллюлоза с содержанием азота приблизительно 11% и начальной вязкостью 694 сП обрабатывалась,
как в Примере I. В конце одного часа вязкость образца составляла 204 сП, а в конце трех часов — 82 сП.
ПРИМЕР V.
Нитроцеллюлоза и обработка были такими же, как в Примере IV, за исключением того, что в начале обработки
триацетин был заменен на 10% (по объему) кислотно-солевого раствора; через час вязкость составила 34 сП,
а через три часа – 26 сП.
Пример MPLE VI.
Отходы прозрачного пластика на основе нитрата целлюлозы (т.е. целлюлозиевый нитратный продукт,
состоящий примерно из 100 частей по весу коллоидной нитроцеллюлозы (приблизительно 100% азота, 834%
камфоры, 2% этилового спирта) нарезанные на мелкие кусочки, обрабатывались, за исключением
продолжительности обработки, как и неколлоидная нитроцеллюлоза в Примере I. Начальная вязкость
нитроцеллюлозы в пластике составляла 680 сП; через час вязкость составляла 476 сП; через два с половиной
часа — 381 сП; и через пять часов — 204 сП.
ПРИМЕР VII.
Это было аналогично примеру VI, за исключением того, что кислотность рассола составляла X вместо 1%.
Вязкость через один час: 476 сП; через два с половиной часа: 245 сП; и через пять часов: 68 сП.
В связи с примерами II и III кипячение части образца продолжалось более 4 часов и до 6 часов, в результате
чего в примере II вязкость снизилась до 282 сП, а в примере III снизилась настолько, что ее нельзя было
определить обычным методом.
Как видно, пример V иллюстрирует использование проникающего вещества, например, триацетина; и в
сравнении с примером IV демонстрирует преимущество использования проникающего вещества. Разумеется,
можно использовать и другие проникающие вещества, то есть вещества, обладающие растворяющим или
пластифицирующим действием на сложный эфир целлюлозы. Примеры VI a 415,408 415,408 из-за его
доступности и того факта, что это смесь окисляющей кислоты, как объяснено ниже, и неокисляющей кислоты.
Мы не ограничиваемся только тем типом нитроцеллюлозы, который упоминался в примерах, поскольку
принцип процесса в равной степени применим и к нитроцеллюлозе с более высоким содержанием
нитроцеллюлозы, такой как так называемый 12%-ный азотный пироксилин, очень низковязкие типы которого
широко используются в автомобильной и деревообрабатывающей промышленности и которые в настоящее
время производятся опасным методом обработки под давлением. Известно, что эти типы с высоким
содержанием азота трудно стабилизировать и они менее чувствительны к снижению вязкости. Процесс,
описанный в Примере I, выглядит следующим образом! Для более сильно нитрированной нитроцеллюлозы,
например, с 12% азота, может быть предпочтительнее более длительное время кипячения, более высокие
концентрации кислоты и другие соли, отличные от указанных в примере.
Генерал.
Хотя мы не основываем изобретение на каком-либо конкретном объяснении причины быстрого и весьма
удовлетворительного снижения вязкости, достигаемого в процессе, и не ограничиваемся им, в настоящее
время нам представляется вероятным, что эффективность процесса может быть объяснена, по крайней мере
частично, следующими соображениями: – Мощные окислительные условия возникают из-за хлора,
выделяемого под действием 11N O0 на хлорид-ион, что значительно ускоряется повышенной температурой
(109 °C в примере 1), существующей в ванне, а также высокой концентрацией хлорид-иона, и, кроме того,
концентрация хлорид-иона остается практически неизменной на протяжении всей обработки. Кроме того, по
мере снижения вязкости ITIN0 высвобождается в результате гидролиза нитроцеллюлозы, что еще больше
усиливает гидролизное и окислительное действие.
По всей видимости, это объясняет характерную для нашего процесса непрерывную и постепенную реакцию
на происходящее.
Соль в растворе повышает температуру кипения бани. В случаях, когда зависимость в основном основана на
простом гидролизе, при желании можно использовать повыситель температуры кипения, отличный от соли
галогеноводородной кислоты, например, водорастворимые соли других кислот и многие другие вещества.
Хотя использование насыщенного солевого раствора, использование только одной соли, заданное время и
работа при температуре кипения раствора были описаны более подробно, следует понимать, что эти и другие
факторы могут изменяться без отступления от сущности изобретения. Например, можно использовать
солевой раствор любой концентрации, смесь солей соляной кислоты или даже смесь солей, включающую,
помимо соли соляной кислоты, соль или соли, отличные от солей соляной кислоты; время может
варьироваться в зависимости от желаемой степени вязкости; чем больше время, тем больше снижение
вязкости при прочих равных условиях; и операции могут проводиться при температуре ниже точки кипения.
Конечно, растворы, даже разбавленные, сохраняют преимущества, связанные с использованием источника
галогенид-ионов, и поэтому использование таких растворов иногда может быть целесообразным; однако чем
разбавленнее раствор, тем меньше эффект соли как повышателя температуры кипения.
Как станет понятно, снижение вязкости нитроцеллюлоз с более высоким содержанием азота сложнее, чем
снижение вязкости нитроцеллюлоз с более низким содержанием азота, поэтому целесообразнее будет
варьировать различные факторы, такие как время обработки, температура процесса и т. д., с учетом
содержания азота в конкретном обрабатываемом нитрате целлюлозы.
В то время как в приведенных выше 95 примерах не упоминается механическое перемешивание, циркуляция
жидкости или другие особые процедуры обеспечения однородности условий по всей массе, поскольку
перемешивание, необходимое для образования пузырьков, было достаточным, следует понимать, что может
быть использован любой подходящий метод обеспечения адекватной однородности. Жидкое состояние
неколлоидной нитроцеллюлозы, используемой в примерах I-V включительно, и измельченное состояние
коллоидной нитроцеллюлозы, используемой в примерах VI и VII, легко позволяют измерять однородные
условия. 110 Хотя особое внимание было уделено обработке нитрата целлюлозы, следует понимать, что
изобретение в некоторых своих аспектах может найти применение при обработке других сложных эфиров
целлюлозы, таких как ацетат целлюлозы. Кроме того, хотя особое внимание уделялось солям соляной
кислоты, в некоторых случаях могут быть предпочтительны соли других галогеноводородных кислот, таких как
бромоводородная кислота.
120 Рассмотрим некоторые преимущества изобретения: 1. В результате этого процесса получается
нитроцеллюлоза низкой вязкости без нитрования при высоких температурах, что сопровождается низким
выходом продукта и потерями кислоты, а также без опасной операции разложения под давлением.
2. Это позволяет одновременно осуществлять операции стабилизации и снижения вязкости, обычно
выполняемые при разложении под давлением.
3.
Это позволяет одновременно отбеливать, стабилизировать и снижать вязкость.
4.
Это сокращает время кипения, обычно необходимое для стабилизации при атмосферном давлении, поскольку
температура повышается выше 100 °C за счет использования концентрированных солевых растворов.
5.
В результате получается продукт с пониженной вязкостью в любой желаемой степени в зависимости от
времени кипячения и концентрации кислоты и соли; а также продукт, прошедший тщательное отбеливание,
что позволяет получить растворы улучшенной прозрачности в результате удаления нерастворимых веществ.
6.
Этот метод в значительной степени удаляет ненитрированные волокна из нитроцеллюлозы.
Именно эти ненитрированные волокна вносят неприятный вклад в образование так называемой «звездной
пыли» в безопасном стекле, а также частично ответственны за его мутность.
7.
Это значительно повышает растворимость нитроцеллюлозы в этиловом спирте.
Данный процесс не только обладает указанными выше преимуществами, но и улучшает исходный цвет
нитроцеллюлозы, вязкость которой снижается в результате его применения, а также повышает ее
светостойкость, вместо того чтобы быть более чувствительной к свету.
Это особенно важно в индустрии безопасного стекла, где нитроцеллюлозные композиции используются в
«сэндвиче» из стекла, связующего вещества и стекла.
В производстве безопасного стекла очевидна повышенная устойчивость к обесцвечиванию под воздействием
света, а также важно использовать отбеленную нитроцеллюлозу; однако, когда нитроцеллюлоза
отбеливается любым из обычных методов, например, хлором или гипохлоритами, преимущества улучшенного
цвета часто теряются из-за того, что пластмассы, изготовленные из такой нитроцеллюлозы, быстрее
обесцвечиваются при воздействии света, чем пластмассы, изготовленные из неотбеленной нитроцеллюлозы.
В отличие от этой сложности, лобовое стекло автомобиля из безопасного стекла, обработанного нитратом
целлюлозы по данной технологии, по сравнению со стеклом, отбеленным обычными способами, будет иметь
менее насыщенный цвет в конце определенного периода эксплуатации как из-за лучшего исходного цвета, так
и из-за меньшей склонности к дальнейшему изменению цвета.
Дата: 22 февраля 1933 года.
Э. К. Г. Кларк, Imperial Chemical House, Миллбанк, Лондон, S.AV.1, адвокат заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Обработка целлюлозных фильтратов.
Мы, компания Du PONT VISCOLOID COMIPANY, расположенная по адресу: 626, Schuyler Avenue, Arlington,
New Jersey, United States of America, корпорация, организованная и действующая в соответствии с законами
штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, и компания RODERICKi KOENIG EsiEcw, расположенная по
адресу: 217, Central Avenue, Rahway, New Jersey, United States of America, гражданин Соединенных Штатов
Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены следующим заявлением:
Данное изобретение относится к очистке, снижению вязкости, отбеливанию и осветлению нитратов
целлюлозы, и, в частности, к этим операциям, проводимым с нитроцеллюлозой с содержанием азота ниже
12,5%, используемой в лакокрасочной и пироксилиновой пластмассовой промышленности.
Хорошо известно, что нитроцеллюлоза с содержанием азота около 1 % и низкой вязкостью широко
используется в лаках и эмалях для мебели и автомобилей.
Это возможно благодаря низкой вязкости нитроцеллюлозы, позволяющей использовать ее для приготовления
растворов высокой концентрации, которые при этом остаются достаточно жидкими для распыления или
нанесения кистью. 85 Также верно, что свойство низкой вязкости нитроцеллюлозы с содержанием азота
приблизительно 11% имеет важное значение при производстве камфорно-спиртовых пластмасс, например,
при экструзии стержней и трубок. Кроме того, при производстве безопасного стекла крайне важно
использовать нитроцеллюлозу, прошедшую очистку, чтобы получить пластик, максимально свободный от
мутности, нерастворимых волокон и примесей, которые меняют цвет при воздействии света.
Существовавший ранее способ очистки нитроцеллюлозы включал кипячение нитроцеллюлозы в
разбавленном растворе нитрирующей кислоты (100%), промывание кислоты, а затем отбеливание, если
требовался особенно насыщенный цвет. Низковязкая нитроцеллюлоза была получена путем нитрования при
высоких температурах, что сопровождалось низким выходом продукта и большими потерями кислоты, или, в
качестве альтернативы, путем обработки нитроцеллюлозы под давлением. Этот процесс переваривания
сейчас широко используется, но он требует дорогостоящего оборудования и является опасной операцией.
Кроме того, он лишь стабилизирует и снижает вязкость нитроцеллюлозы, не отбеливая ее и не улучшая
прозрачность растворов или пластмасс, изготовленных из нее.
Существуют также методы снижения вязкости нитроцеллюлозы, основанные на принципе окисления в водной
среде, но эти описанные процессы по своей природе ограничены температурами ниже 100 °C и
предназначены для работы при комнатной температуре или немного выше. По этой причине они работают
очень медленно и применимы только к нитроцеллюлозе, предварительно стабилизированной нагреванием в
водном растворе при температуре приблизительно 100 °C, или же продукты, полученные в результате этих
процессов, должны быть впоследствии стабилизированы.
Мы разработали процесс, позволяющий работать при температурах значительно выше 100 °C, даже при
атмосферном давлении, что не только ускоряет процесс снижения вязкости, но и обеспечивает
одновременную стабилизацию нитроцеллюлозы, а также другие преимущества, которые будут описаны ниже,
без необходимости работы под давлением. Мы обнаружили, что при нагревании сложного эфира в солевом
растворе, содержащем растворимую соль соляной кислоты, в присутствии небольшого количества
окислителя, можно получить новые и неожиданные результаты в очистке, снижении вязкости, отбеливании и
осветлении. Наше изобретение основано на этом открытии.
Целью нашего изобретения является создание быстрого, простого и безопасного метода снижения вязкости
сложных эфиров целлюлозы в нерастворенном состоянии, как в коллоидном, так и в неколлоидном виде, в
частности, нитрата целлюлозы. Также для очистки сложных эфиров в их неколлоидном состоянии путем
удаления неэтерифицированной, например, ненитрированной и недостаточно этерифицированной
целлюлозы, чтобы растворы или пластмассы, изготовленные из них, имели улучшенную прозрачность.
Дальнейшие цели включают отбеливание продукта и обеспечение возможности достижения этих целей
одновременно со стабилизацией.
Согласно изобретению, нитроцеллюлоза очищается, отбеливается и осветляется, а ее вязкость снижается
путем нагревания нитроцеллюлозы в нерастворенном состоянии при температурах выше 100 °C и
атмосферном давлении в водной среде, содержащей растворимую соль соляной кислоты, например,
поваренную соль или хлорид магния, в присутствии окислителя. При необходимости можно использовать
неокисляющую кислоту, например серную, и/или проникающее вещество, например триацетин. В качестве
подходящего окислителя очень хорошо подходит азотная кислота, которую удобно добавлять в виде
"смешанной кислоты". При использовании неокисляющей кислоты окислитель может быть получен путем
гидролиза части нитроцеллюлозы (в результате чего выделяется азотная кислота).
В общем случае, в предпочтительном варианте изобретения нитроцеллюлоза, полученная нитрованием
обычным способом, растворяется в большом количестве воды в соответствии с общепринятой в данной
области процедурой. Затем разбавленный кислый раствор сливают, и нитроцеллюлозу кипятят в
концентрированном солевом растворе, содержащем водорастворимую соль соляной кислоты, например,
хлорид натрия или хлорид магния, в присутствии небольшого количества кислоты, предпочтительно азотной
кислоты. 75 По завершении обработки нитроцеллюлоза промывается от кислоты и солей.
Наше изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами: 80 Пример kMPIzr I.
Описанный ниже процесс производства нитроцеллюлозы низкой вязкости, содержащей приблизительно 11%
азота и имеющей вязкость около 3,50 сП (85%). (Описанные здесь значения вязкости нитроцеллюлозы
определяются следующим образом: 20 граммов высушенной нитроцеллюлозы растворяют в 313 граммах
растворителя, состоящего из 30 900 г камфоры по весу в этиловом спирте.) Вязкость в сантипуазах равна
34-кратному времени в секундах, необходимому для того, чтобы алюминиевый шар диаметром l' прошел
сквозь десять дюймов раствора в трубке диаметром 1E дюймов и внутренним диаметром 95°C при
температуре 250°C.
Целлюлозу нитруют обычным способом, получая продукт с содержанием азота приблизительно 11,20 мкг/м³ и,
из соображений экономии, высокой вязкостью, скажем, 100–3000 сантипуаз, после чего растворяют обычным
способом в большом количестве воды. Кислотную воду сливают, и добавляют насыщенный водный раствор
Соседние файлы в папке патенты