Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11124
.pdf
хлорида натрия в соотношении 20 частей 10⁵ рассола к 1 части нитроцеллюлозы. Кроме того, из-за воды,
изначально присутствующей в отработанной нитроцеллюлозе, добавляется достаточное количество сухого
хлорида натрия для обеспечения насыщенного раствора при рабочей температуре, приблизительно 109°C.
Кислотность рассола проверяется, и добавляется достаточное количество смеси кислот (HINO и tSO),
чтобы довести кислотность раствора до 1%, выраженной в виде tSO. Смесь 115 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. 120 Вязкость нитроцеллюлозы, обработанной описанным выше способом,
снижается с исходных значений около 3000 сантипуаз до приблизительно 350 сантипуаз. Содержание азота
снизится примерно до 125% (11,0%). Кроме того, он будет отбелен хлором, выделяющимся во время
кипячения, и его стабильность по результатам теста с метилфиолетовой бумагой при температуре 134,5 °C
составит не менее 30 минут. Кроме того, в результате процесса повысится его растворимость и прозрачность
в смесях камфоры и спирта, обычно используемых с нитроцеллюлозой этого типа. Увеличение растворимости
в спирте и смесях камфоры со спиртом иллюстрируется следующими данными, относящимися к
нитроцеллюлозе (2000 сП), обработанной в соответствии с приведенным выше примером, за исключением
того, что обработка продолжалась в течение 5 часов.
Растворимость в спирте 2B: 2% камфоры 57,21% 77,88% 81,87% 86,12% Не исследовано. Растворимость в
спирте 2B: 13% 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 (95% по объему) и 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, например, от 10 к 1 до 30 к 1 или
выше, в значительной степени зависящее от типа оборудования, используемого для обработки смеси, при
условии, что рассола будет достаточно для удовлетворительного покрытия и проникновения в
нитроцеллюлозу, а также при других подобных рабочих факторах. Соотношение 20 к 1 является удобным в
тех случаях, когда используется емкость для варки или кипятильный аппарат, обычно применяемые при
очистке нитроцеллюлозы.
ПРИМЕР II.
Нитроцеллюлоза содержала приблизительно 11% азота и имела начальную вязкость 1926 сП. Процедура в
целом соответствовала Примеру I, за исключением того, что к насыщенному раствору хлорида натрия
добавляли достаточное количество смешанной кислоты, чтобы довести кислотность до 0,44%, выраженной в
пересчете на 112SO, а время кипячения составляло 4 часа.
Конечная вязкость 623 сП; стабильность при 134,5 °C в течение 30 мин; растворы обработанной
нитроцеллюлозы в камфорно-спиртовом растворе были яркими, прозрачными и имели хороший цвет.
ExAMPrL 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 184,5 °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
эПс, а через три часа — 26 сПс.
ПРИМЕР VI.
Отходы прозрачного пластика на основе нитрата целлюлозы (имеющие приблизительный весовой состав:
коллоидная нитроцеллюлоза (приблизительно 11% азота) 100 частей, камфора 34 части, этиловый спирт 2
части), 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 2% вместо 1%.
Вязкость через два с половиной часа составила 245 сП, а через пять часов — 68 сП.
ОБЩИЙ.
В связи с примерами II и III кипение части образца продолжалось более 4 часов и до 18 часов, в результате
чего в примере II вязкость снизилась до 282 сП, а в примере III снизилась настолько, что ее уже нельзя было:
определяется обычным методом.
Как видно из примера V, иллюстрирующего J05, показано использование проникающего вещества, например,
триацетина; и в сравнении с примером IV демонстрируется преимущество использования проникающего
вещества. Конечно, можно использовать и другие проникающие вещества, то есть вещества, обладающие
растворяющим или пластифицирующим действием на сложный эфир целлюлозы. Примеры VI. Время
кипячения RIrs.
0 1 2 3 4 2 1 5 2 Вязкость нитроцеллюлозы (в сП).
2000 1055 612 286 129 Растворимость в спирте 2B 25,44% 39,93 41,28 53,13 68,91 sty8 415,408 и VII
иллюстрируют применение процесса для снижения вязкости коллоидного эфира целлюлозы.
Хлорид натрия предпочтительнее из-за его дешевизны; также можно использовать неочищенную каменную
соль, если раствор отфильтровать перед использованием. Однако подойдет любая хорошо растворимая,
сильно ионизированная соль соляной кислоты, причем предпочтительнее хлориды любых щелочных и любых
щелочноземельных металлов. 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 качестве реагентной кислоты, 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 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, 12%,
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, ввиду ее низкой стоимости, доступности и т.д., следует понимать, что
могут использоваться и другие неокисляющие кислоты.
Мы не ограничиваемся 1% кислотностью, 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, выраженная в пересчете на
H2SO4, не должна превышать 5%. Под смешанной кислотой мы подразумеваем тип, обычно состоящий
примерно из 20% HNO, 60% TSO и 20% воды. Можно использовать любую кислоту, достаточно
ионизированную в условиях процесса для гидролиза нитроцеллюлозы, но мы предпочитаем смешанную
кислоту из-за ее доступности и того факта, что она представляет собой смесь окисляющей кислоты, как
объяснено ниже, и неокисляющей кислоты. Мы не ограничиваемся нитроцеллюлозой I типа, упомянутой в
примерах, поскольку принцип процесса в равной степени применим и к нитроцеллюлозе с более высоким
содержанием нитроцеллюлозы, такой как так называемый пироксилин с 12% содержанием азота, типы
которого с очень низкой вязкостью 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, применим к нитроцеллюлозе с более высоким
содержанием нитроцеллюлозы, например, 12% азота, но более длительное время кипячения, более высокие
концентрации кислоты и солей, отличных от указанных в примере, могут быть предпочтительнее.
Хотя мы не основываем изобретение на каком-либо конкретном объяснении причины быстрого и весьма
удовлетворительного снижения вязкости, достигаемого этим процессом, и не ограничиваемся им, в
настоящее время нам представляется вероятным, что эффективность процесса может быть объяснена, по
крайней мере частично, следующими соображениями: — Сильное окислительное воздействие возникает из-за
хлора, выделяемого под действием 10NO3 на хлорид-ион, которое 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 в результате гидролиза нитроцеллюлозы выделяется нитрооксид
азота (LNO), что еще больше усиливает гидролизное и окислительное действие. 105 По всей видимости, это
объясняет непрерывные и постепенные действия, характерные для нашего процесса.
Хотя использование насыщенного солевого раствора, использование только одной соли, заданное время и
работа при температуре кипения раствора были рассмотрены более подробно, следует понимать, что эти и
другие факторы могут изменяться без отступления от сути 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; операции могут проводиться при температуре ниже точки кипения.
Конечно, растворы, даже при расширении, сохраняют преимущества, связанные с использованием источника
хлорида 130. Настоящий процесс не только обладает указанными выше преимуществами, но и
нитроцеллюлоза, вязкость которой снижается в результате данного процесса, приобретает улучшенный
исходный цвет и, вместо большей светочувствительности, обладает повышенной светостойкостью.
Это имеет особое значение в индустрии безопасного стекла, где нитроцеллюлозные композиции
используются в «сэндвиче» из стекла, связующего вещества и стекла 75. В производстве безопасного стекла
улучшенная устойчивость к обесцвечиванию под воздействием света имеет очевидное значение, а также
важно использовать отбеленную нитроцеллюлозу; однако, когда нитроцеллюлоза отбеливается любым из 80
обычных методов, например, хлором или гипохлоритами, преимущества улучшенного цвета часто теряются
из-за того, что пластмассы, изготовленные из такой нитроцеллюлозы, имеют тенденцию быстрее
обесцвечиваться 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 с
использованием нитрата целлюлозы, 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.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы 100
Соседние файлы в папке патенты