Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13368
.pdf
5230J1931, который включает в себя загрузочную тележку, приспособленную для передвижения по
конструкции коксовой печи и перевозящую бункер, снабженный таким количеством расположенных по бокам
разгрузочных бункеров, сколько имеется заправочных отверстий в различных коксовых камерах, через
которые проходит тележка, при этом подвижные перемешивающие и упаковочные элементы опускаются
через бункеры в камеры.
Целью настоящего изобретения является обеспечение средств для отвода газов, выходящих через
заправочные отверстия при заполнении камер, и особенно во время работы перемешивающих и упаковочных
элементов, и изобретение заключается в соединении бункеров посредством дымоходов с вентилятором,
благодаря чему газы отводятся и собираются.
Изобретение проиллюстрировано на прилагаемом чертеже, который представляет собой вертикальное
поперечное сечение зарядного грузовика.
Конструкция печи включает в себя множество коксовых камер 1, которые заполняются с помощью
загрузочного грузовика 2, приспособленного для перемещения по камерам на верхней части конструкции
печи. Каждая камера снабжена множеством заправочных отверстий 3, и для каждого отверстия грузовик
имеет бункер 12, соединенный в боковом положении с загрузочным бункером 11. Последний, который
простирается по всей конструкции печи, заполняется коксовым материалом до заданного уровня, и этот
материал подается через подающее устройство 18 через бункеры и через загружающие отверстия 3 в
коксовую камеру, над которой расположены бункеры.
Мешающие и упаковочные элементы 5, соединенные с подвижными стержнями 6, подаются через бункеры в
камеру печи для прессования материала в последней.
В процессе заполнения камер, и особенно во время работы перемешивающих элементов 5, газы отводятся
через заправочные отверстия, и для предотвращения загрязнения воздуха этими газами бункеры 12, согласно
изобретению, соединены с дымоходами 19, которые сообщаются с вентилятором 20, благодаря чему газы
эффективно отводятся и либо собираются для извлечения из них побочных продуктов, либо просто
обезвреживаются путем сжигания. Сгорание может осуществляться с помощью электрических элементов
зажигания, расположенных в коллекторных трубах; при необходимости для полного сгорания в трубы
подается дополнительный воздух.
Мне известно, что ранее предлагалось установить дымовую трубу на грузовик, чтобы ее можно было опускать
на отверстия в крыше различных коксовых камер для отвода дыма из последних во время загрузки и
опорожнения, при этом в дымовую трубу подавался воздух для сжигания дыма, и я не претендую на авторство
этого решения.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_374964.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=374964&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB374964A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 14 марта 1930 года. № 8307130.
Слева полностью: Январь. 14, 1931, Завершено. 23 июня 1932 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Производство целлюлозных компаундов.
374,964 Я, д-р Леон ЛмиксрФнЛД, гражданин Республики Польша, проживающий по адресу: Зельтгассе 1,
Вена VIII, Австрия, настоящим заявляю, что природа данного изобретения заключается в следующем:
полностью полагаясь на правильность утверждений, содержащихся в существующей литературе по эфирам
целлюлозы, о том, что алкиловые эфиры целлюлозы, полученные путем воздействия на щелочную
целлюлозу алкилирующими агентами без дополнительного нагрева, если они нерастворимы в воде,
нерастворимы или лишь малорастворимы в водных щелочных растворах, я провел все свои предыдущие
исследования, направленные на получение алкильных производных целлюлозы, растворимых в щелочных
растворах, но не в воде, при нагревании. Следовательно, процессы, являющиеся результатом моих
предыдущих исследований этой проблемы и описанные в моих британских спецификациях,
Патенты №№ 177 810, 203 346, 203 347 в моей американской спецификации 1 589 606 и др. основаны на
нагревании целлюлозы или продуктов ее близкого превращения, или ее производных, с алкилирующими
агентами в присутствии щелочи.
Тем более меня удивило открытие того, что можно получать технически очень ценные алкилпроизводные
целлюлозы, растворимые в щелочах, но нерастворимые или лишь малорастворимые в воде, воздействуя на
целлюлозу или продукты ее почти полной конверсии диалкилсульфатами без дополнительного нагрева и, в
некоторых случаях, даже путем сдерживания или уменьшения выделения тепла, происходящего в
экзотермической реакции.
Это изобретение тем более удивительно, что для его создания мне пришлось преодолеть психологический
барьер, наложенный существующими публикациями, то есть, например, проигнорировать статью,
опубликованную Денхэмом и Вудхаусом в журнале Химического общества в Лондоне, тома... На страницах
CIII и CIV (1735) и далее описаны эксперименты, в которых щелочная целлюлоза (полученная, например, из
хлопка) контактировала примерно со 181 частью диметилсульфата на 100 частей целлюлозы, и
метилирование завершалось без остановки значительного выделения тепла, происходящего во время
реакции, при этом конечный продукт [Price 18.] rCG 45 6d был нерастворим в 15-процентном растворе едкого
натрия. Это следует из того факта, что 2 грамма метилированного продукта оставались в течение четырех
дней в контакте с 8 ед. раствора едкого натрия 15-процентной концентрации и не растворились в нем,
поскольку, не выпав в осадок, его можно было промыть и высушить. Масса промытого и высушенного
продукта составила 1,68 грамма, что означает, что 84 процента метил-65целлюлозы были нерастворимы в
щелочном растворе.
Однако, поскольку операции, связанные с отделением метилцеллюлозы от раствора едкого натрия и
промывкой, всегда приводят к неизбежным потерям, и поскольку было обнаружено, что промывка
восстанавливает раствор Фелинга, следует предположить, что метилцеллюлоза содержала лишь очень мало,
или, вероятно, практически не содержала метилцеллюлозы, растворимой в щелочном растворе, но не в воде;
в частности, поскольку в вышеупомянутой статье не упоминается, что раствор едкого натрия,
контактировавший с метилированным продуктом после его отделения от последнего, содержал какое-либо
метильное производное целлюлозы, растворимое в щелочном растворе, но не в воде, или что Денхэм и
Вудхаус получили какие-либо метильные производные целлюлозы, растворимые в щелочном растворе, но не
в воде.
Поэтому мое открытие, что даже удивительно меньшие количества диметилсульфата, чем те, которые
использовали Денхэм и Вудхаус, способны превращать целлюлозу в присутствии щелочи в метилцеллюлозу,
которая практически полностью растворима в щелочном растворе, но нерастворима в воде, даже если
реакционная смесь поддерживается при умеренной температуре, вызывает удивление.
Этот процесс может быть выполнен очень простым способом. По существу, он заключается в обработке без
посторонней подачи термически отбеленной или неотбеленной целлюлозы, или материала, содержащего
целлюлозу, или продукта, близкого к продукту превращения или окисления целлюлозы, в присутствии
щелочи, алкилирующим агентом либо в разбавленном (например, бензолом или подобным веществом), либо
в неразбавленном состоянии.
Щелочь может быть добавлена либо путем замачивания целлюлозы в избытке раствора щелочи и удаления
избытка раствора щелочи прессованием, центрифугированием и т.п., либо путем смешивания или
разминания целлюлозы с необходимым количеством раствора щелочи, либо путем смешивания или
разминания целлюлозы или щелочной целлюлозы с твердым едким щелочным раствором, либо со смесью
твердого едкого щелочного раствора с насыщенным раствором щелочи.
Согласно результатам моих текущих исследований, щелочная целлюлоза, которая либо вообще не
подвергалась созреванию, либо созревала в течение более короткого времени, чем обычно (например, всего
от 24 до 36 часов), дает очень хорошие результаты в данном процессе.
Количество алкилирующих агентов, например диалкилсульфатов, используемых в данном процессе, может
быть большим (например, от одной до двух, а в некоторых случаях и больше, молекулярных долей
алкилирующего агента на каждую молекулярную долю целлюлозы, рассчитанную как C6H10O5) или малым
(например, от 0,2 до 0,8 молекулярной доли алкилирующего агента, например диалкилсульфата, на одну
молекулярную долю целлюлозы, рассчитанную как C6H10O5). Однако, согласно имеющимся у меня данным,
наилучшие результаты достигаются при использовании небольших или умеренных пропорций, скажем, от 0,3
до 1 молекулярной доли алкилирующего агента, например, диалкилсульфата, на одну молекулярную долю
целлюлозы, рассматриваемой как CH. O5.
Обработка целлюлозы щелочью и алкилирующим агентом может проводиться одновременно или
последовательно в любом из этих порядков.
Реакцию также можно проводить в присутствии катализатора, например, небольшого количества соли меди,
соли никеля или соли железа.
Для обработки реакционной смеси после завершения реакции, ее либо растворяют в исходном виде
добавлением воды (если неиспользованная щелочь присутствует в достаточном количестве), либо раствора
едкой щелочи, и при необходимости используют в предусмотренных технических целях после
предварительной фильтрации, процеживания через ткань или центрифугирования, либо выделяют конечный
продукт, например, просто промыв реакционную массу водой или другим растворителем для щелочей и солей
(например, водным спиртом). Промывке также может предшествовать нейтрализация щелочи,
присутствующей в реакционной смеси, или подкисление смеси, особенно если в смеси присутствует большой
избыток щелочи, который при добавлении воды переведет конечный продукт в раствор. Затем промытое
алкильное производное целлюлозы может быть либо растворено в щелочи, либо высушено. Выделение
продукта также может быть осуществлено следующим образом: реакционную смесь растворяют добавлением
воды или раствора щелочи, раствор при необходимости очищают от нерастворимых компонентов путем
фильтрации, процеживания, центрифугирования и т.п., а затем смешивают с кислотой, кислой солью или
любым другим веществом, способным нейтрализовать щелочь, например, солью аммония, в количестве,
достаточном для нейтрализации щелочи, или в избытке по сравнению с этим количеством, а осадок
тщательно промывают и, при необходимости, сушат.
Сушке также может предшествовать обезвоживание с помощью спирта. Выделенные любым методом
соединения могут быть очищены, например, путем растворения в разбавленном растворе щелочи и
осаждения с помощью кислоты или подобного вещества.
При воздействии галогеноводородной кислоты (например, йодоводородной кислоты) алкильные производные
целлюлозы, полученные в соответствии с данным процессом, при разложении дают галогенные производные
соответствующих спиртовых радикалов.
- Процессы, описанные в моих британских спецификациях 95 №№ 177,810, 203,346 и
203,347 Способы производства алкильных производных целлюлозы, растворимых в щелочах, во многих
отношениях превосходят описанный здесь процесс. Более того, 100% алкилцеллюлозы, полученные по
данному способу, во многих отношениях превосходят продукты, получаемые с помощью процессов,
описанных в указанных спецификациях. Возможность проведения процесса 105 без дополнительного нагрева
не только делает его проще, удобнее и экономичнее, но и обеспечивает значительную защиту молекулы
целлюлозы от щелочей, к которым она особенно чувствительна при повышенных температурах. Однако
наиболее важное преимущество заключается в превосходстве самих целлюлозных соединений, которые в
виде технических изделий, таких как пленки, нити, покрытия и тому подобное, обладают большей прочностью
на разрыв и гибкостью, чем алкильные производные, производимые в соответствии с указанными выше
спецификациями.
Невозможно указать все условия успеха в каждом конкретном случае, и следует понимать, что
предварительные эксперименты неизбежны для определения необходимых условий работы при
использовании конкретного вида целлюлозы (125), конкретного метода включения щелочи в целлюлозу и
конкретного алкилирующего агента.
Приведенные ниже примеры работы служат практической иллюстрацией 130 374,9641, который при желании
можно высушить при атмосферном или пониженном давлении после предварительной обработки спиртом и
промывки эфиром. После измельчения образуется белый порошок, нерастворимый в воде, но растворимый в
разбавленных щелочах, например, в 5-8-процентном растворе каустической соды.
сила. Раствор вещества в растворе едкого натрия (например, с концентрацией от 5 до 10 процентов)
прозрачен и вязкий, и при нанесении на стеклянную пластину и обработке разбавленной кислотой или любым
осаждающим агентом, известным в вискозной промышленности, образует прозрачную, прочную пленку,
которая после промывки и сушки становится прозрачной и эластичной.
ПРИМЕР 2.
Процесс проводится так же, как в Примере 1, но с той разницей, что охлаждение измельчителя
поддерживается на протяжении всей реакции, так что температура реагирующей массы поддерживается на
уровне 15 °C в течение всего времени реакции.
и чтобы в течение 20 часов после замешивания температура не превышала 150 °C.
Свойства и растворимость конечного продукта аналогичны свойствам и растворимости продукта, полученного
в Примере 1.
ПРИМЕР 3. 95
Способ выполнения процедуры аналогичен примерам 1 или 2, за исключением того, что промывка проводится
сразу после этапа замешивания, т.е. через три часа после добавления диметилсульфата. 100 ПРИМЕР 4.
Процесс проводится так же, как и в любом из предыдущих примеров, но с той разницей, что после завершения
реакции реакционную массу не промывают, 105 а, после определения ее содержания в воде и NaOHI,
непосредственно растворяют в растворе едкого натрия, и полученный таким образом раствор (при
необходимости, после фильтрации) используют в 110 технических целях, или, после дальнейшего
разбавления разбавленным раствором едкого натрия и фильтрации, используют для выделения метилового
эфира целлюлозы, например, по способу, описанному 115 в примере 1.
ПРИМЕР 5.
Процесс проводится так же, как и в любом из примеров с 1 по 4, с той разницей, что вместо 600 частей на
щелочную целлюлозу воздействует только 300 частей 120 диметилсульфата.
Промытая реакционная масса растворима в 10-процентном разбавленном растворе каустической соды.
сила с отсутствием или незначительным остатком, 125 так что для выделения конечного продукта в его
идеально чистом состоянии путем осаждения его раствора в последнем случае рекомендуется фильтрация
или центрифугирование раствора. 130 изобретение, которое, однако, никоим образом не ограничивается
примерами; части указаны по весу:
ПРИМЕР 1.
1000 Части древесной целлюлозы (с влажностью от 9 до 1%) или 1000 частей хлопкового линта (с влажностью
от 7 до 8%) замачивают в 20 000 частях 18-процентного раствора каустической соды при температуре 150°C,
после чего реакционную смесь оставляют на 3 часа при комнатной температуре. По истечении этого времени
щелочная целлюлоза прессуется до 3400 частей и измельчается в шредере в течение 3 часов при
температуре от 12 до 130 °C, после чего в несколько приемов добавляется 600 частей диметилсульфата, и
реакционная масса перемешивается в шредере около 3 часов.
Вскоре после добавления диметилсульфата температура реакционной массы повышается примерно до 23 °C,
а затем до 26–300 °C и поддерживается на этой температуре до конца замешивания. Образец, взятый сразу
после трех часов замешивания, показывает, что масса практически полностью растворилась в растворе
каустической соды (например, с концентрацией от 5 до 10 процентов).
что при подкислении разбавленной серной кислотой раствор образует крупный осадок.
Реакционную массу затем переносят в сосуд, снабженный крышкой, и выдерживают в закрытом сосуде около
20 часов при температуре 18 °C. По истечении этого времени ее помещают на сито или в фильтр-пресс и
промывают водой до полного удаления щелочи, после чего прессуют до массы, примерно в 4 раза
превышающей вес исходной целлюлозы.
Проведенный анализ показывает, что промытый продукт реакции легко растворяется в разбавленном
растворе каустической соды (например, 10-процентной концентрации), а также в концентрированном растворе
каустической соды (например, 15-18-процентной концентрации). Затем его либо сушат (при желании,
обезвоживая спиртом и, если необходимо, экстрагируя эфиром), либо непосредственно растворяют в таком
количестве едкого натрия и воды, чтобы получить раствор, содержащий, скажем, 5 процентов сухого остатка
промытого продукта (в котором определено содержание воды). Полученный таким образом раствор
представляет собой мелкодисперсный вязкий раствор, практически не содержащий нерастворенных
компонентов. Его можно непосредственно перерабатывать в искусственные материалы (например, согласно
примерам 13–20), или, после разбавления 8-процентным раствором едкого натрия, очищать от
нерастворенных частиц и осаждать путем подкисления кислотой (например, серной кислотой). Полученный
осадок отделяют от маточного раствора W5, промывают до полного удаления кислоты 374,964 ПРИМЕР 6.
Процесс проводится так же, как в Примере 5, но с той разницей, что вместо 300 частей используется только от
100 до 200 частей диметилсульфата. Растворы исходной реакционной массы в 10-процентном растворе
каустической соды.
Реакция содержит небольшое количество нерастворенных частиц, поэтому рекомендуется проводить
выделение чистого продукта (если это необходимо) путем растворения реакционной массы в разбавленном
растворе едкого натрия, фильтрации и осаждения, как описано в Примере 5.
i5 Пример 7.
Процесс проводится так же, как в Примере 1, но с той разницей, что вместо 600 частей используется 1000
частей диметилсульфата.
ПРИМЕР 8.
Процесс проводится так же, как в Примере 1, но с той разницей, что вместо 600 частей используется 1500
частей диметилсульфата.
- Если после добавления диметилсульфата к реакционной массе не применяется охлаждение, температура
повышается до 50-60 °C, но через 1-2 часа снижается до 18-250 °C. -30 - ПРИМЕРЫ 9.
Процесс проводится так же, как в Примере 6, но с той разницей, что вместо диметилсульфата используется
1100 частей диэтилсульфата.
3EXAmuPLE 10.
Процесс проводится так же, как в Примере 6, но с той разницей, что вместо диметилсульфата используется
600 частей диэтилсульфата.
В примерах 9 и 10 неочищенная реакционная масса лишь частично растворима в 10% растворе едкого
натрия, поэтому, если требуется выделить этилцеллюлозу в чистом виде, растворы следует фильтровать
перед осаждением.
ExAmrLE 11.
Способ обработки аналогичен любому из приведенных выше примеров, но с той разницей, что перед
контактом с диметилсульфатом или диэтилсульфатом щелочная целлюлоза выдерживается в течение 24–60
часов при температуре -150°C или 20°C.
ПРИМЕР 12.
5а. Процесс проводится так же, как и в любом из предыдущих примеров, за исключением того, что перед
добавлением диметилсульфата или диэтилсульфата к щелочной целлюлозе добавляют 20 частей ацетата
меди, растворенного в 30 частях воды.
Щелочная целлюлоза, используемая в любом из примеров с 1 по 11, может быть также получена путем
смешивания целлюлозы в подходящем смесительном устройстве, например, в тестомесильной машине,
измельчителе, кромкорезе или подобном, с тем количеством раствора каустической соды, которое остается в
содово-целлюлозе после ее прессования, и может быть обработана диалкилсульфатом либо сразу после
процесса смешивания, либо после того, как ей дали немного постоять.
В приведенных выше примерах степень прессования щелочной целлюлозы может варьироваться по желанию
(например, до 2, 4 или 6 частей, рассчитанных на 1 часть целлюлозы).
Вместо отбеленной или неотбеленной целлюлозы в качестве исходного материала может использоваться
продукт переработки целлюлозы, нерастворимой в щелочах (например, целлюлоза, гидратированная или
гидролизованная химическим путем, таким как мерсеризация с последующей промывкой и, при
необходимости, сушкой; под действием сильной минеральной кислоты; при нагревании слабой минеральной
кислотой; или при обработке галогенидом цинка; или механическим путем, например, измельчением в
присутствии воды и т.п.; или оксидная целлюлоза, нерастворимая в щелочах), короче говоря, любой материал
из группы целлюлоз, предложенный для производства вискозы или аммоний-медно-оксидной целлюлозы. 95
В описании и пунктах формулы изобретения, где это позволяет контекст, выражение «целлюлоза» включает
вышеупомянутые соединения группы целлюлозы. 100 В приведенных выше примерах вместо используемых в
них диалкилсульфатов могут использоваться алкилгалогениды, например, метилйодид или метилбромид, или
этилигид или пропилйодид. - 105 ПРИМЕР 13.
Части метилового или этилового эфира целлюлозы, приготовленного в соответствии с любым из приведенных
выше примеров, растворяют в 900–1200 частях раствора едкого натрия концентрацией 5–8 процентов при
перемешивании, замешивании и т.п.
Этот раствор, после необходимой фильтрации, распределяется в виде слоя с помощью соответствующего
бункера и осаждается с помощью любой осаждающей ванны, известной в вискозной промышленности,
например, состоящей из серной кислоты, соли и органического вещества, такого как сахар. Затвердевшая
пленка тщательно промывается водой и высушивается. Для повышения гибкости пленку можно обрабатывать
до или после сушки водным раствором глицерина (например, 10-процентной концентрации). 125 ЭКЗАМЕН.
НОМЕР 14.
Раствор, приготовленный, как в Примере 13, пропускается или направляется через тонкое отверстие в
осаждающую ванну, как показано на рисунке 37d=,969:
После нанесения каждого слоя желательно просушить материал. После того как материал высушен и, при
необходимости, кратковременно обработан паром, его помещают в осаждающую ванну, как указано в
Примере 13 или 16, а затем промывают и сушат. Текстильный материал может быть обработан до или после
сушки смягчающим средством, таким как мыльный раствор, водный раствор красного индийского масла или
водный раствор глицерина.
ПРИМЕР 18.
Процедура аналогична примеру 17, за исключением того, что в раствор добавляется наполнитель, например,
белила цинка, каолин или тальк.
ПРИМЕР 19.
Процедура аналогична примеру 17 или 18, за исключением того, что в раствор добавляется смягчающее
вещество, такое как высыхающее или невысыхающее масло или мыло.
ПРИМЕР 20.
Процедура аналогична примерам 17, 18 или 19, за исключением того, что раствор смешивается с раствором
крахмала.
Дата: 14 марта 1930 года.
ABEL & IMRAY, 30, Southampton Buildings, Лондон, W.C. 2, агенты заявителя.
Как указано в Примере 1, образовавшаяся затвердевшая нить тщательно промывается водой и
высушивается. Искусственная нить может быть обработана либо на этапе S-процесса ее изготовления, либо в
процессе завершения производства отвердителем, таким как формальдегид или аналогичное вещество.
ПРИМЕР 15.
Смесь из 50 частей вискозы (приготовленной обычным способом и содержащей от 8 до 10 процентов по весу
целлюлозы) и 50 частей раствора метилового или этилового эфира целлюлозы, приготовленного, как в
Примере 13, прядут в искусственную нить, как описано в Примере 14.
ПРИМЕР 16.
Способ выполнения процедуры аналогичен примеру 14 или 15, но с той разницей, что в качестве
коагулирующей ванны используется серная кислота концентрацией 30-70%, а центрифугирование проводится
способом, аналогичным методам, описанным в моей спецификации.
274,521.
ПРИМЕР 17.
Тканое полотно, например, хлопчатобумажное, покрывается одним или несколькими слоями раствора,
приготовленного, как в Примере 13, с помощью подходящего оборудования, такого как машина для засыпки,
машина для прокладки или машина для распределения, а затем высушивается. (При нанесении более одного
слоя. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.)
Производство целлюлозных компаундов.
Я, д-р Леон Лилиенфельд, гражданин Республики Польша, проживающий по адресу: Зельтгассе 1, Вена VIII,
Австрия, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Полностью полагаясь на достоверность утверждений, содержащихся в существующей на сегодняшний день
литературе по эфирам целлюлозы, о том, что алкиловые эфиры целлюлозы, полученные путем воздействия
на щелочную целлюлозу алкилирующими агентами без дополнительного нагрева, если они нерастворимы в
воде, нерастворимы или лишь малорастворимы в водных щелочных растворах, я проводил все свои
предыдущие исследования, направленные на получение алкильных производных целлюлозы, растворимых в
щелочных растворах, но не в воде, при нагревании. Следовательно, процессы, вытекающие из моих
предыдущих исследований этой проблемы и описанные в моих британских спецификациях,
Патенты №№ 177 810, 203 346, 203 347 в моей спецификации США № 1 589 606 и др. основаны на нагревании
целлюлозы или продуктов ее близкого превращения, или ее производных, с алкилирующими агентами в
присутствии щелочи. 85 Настоящее изобретение основано на открытии того, что можно получать технически
высокоценные алкильные производные целлюлозы, растворимые в щелочах, но нерастворимые или лишь
малорастворимые в воде, воздействуя на целлюлозу или продукты ее почти полной конверсии
диалкилсульфатами без дополнительного нагрева и, в некоторых случаях, даже путем подавления или
уменьшения выделения тепла, происходящего в экзотермической реакции.
Изобретение тем более примечательно, что оно противоречит существующим публикациям, например,
статье, опубликованной Денхэмом и Вудхаусом в журнале Химического общества в Лондоне, тома.
На страницах CIII и CIV 1735 описаны эксперименты, в которых щелочная целлюлоза (полученная, например,
из хлопковой ваты) 105 контактировала примерно со 181 частью диметилсульфата на 100 частей целлюлозы,
и метилирование завершалось без остановки значительного выделения тепла 374,964, происходящего во
время реакции, при этом конечный продукт был нерастворим в 15-процентном растворе едкого натрия. Это
ясно следует из того факта, что 2 грамма метилированного продукта оставались в контакте с 8 кубическими
сантиметрами жидкости в течение четырех дней.
из 15-процентного раствора каустической соды.
Обладая прочностью и не растворяясь в нем, поскольку, не выпадая в осадок, его можно было промыть и
высушить.
Масса промытого и высушенного продукта составила 1,68 грамма, что означает, что 84 процента
метилцеллюлозы были нерастворимы в щелочном растворе.
Кроме того, было предложено получать производные целлюлозы путем обработки щелочной целлюлозы
диэтилсульфатом при температурах, не существенно превышающих нормальную температуру, в течение 2-5
дней с целью получения этилцеллюлозы, нерастворимой в воде, разбавленных щелочах и обычных
органических растворителях, содержащей не более одной этильной группы на каждый присутствующий
CH10O5 и не менее 4% этила, затем удаления свободной щелочи и сушки полученного продукта, и, наконец,
обработки высушенного продукта ацетилирующим агентом, содержащим уксусный ангидрид.
Следует понимать, что я не заявляю в качестве своего изобретения производство метилцеллюлозы или
этилцеллюлозы, нерастворимых в разбавленных щелочах.
Этот процесс может быть выполнен очень простым способом. Суть метода заключается в обработке без
дополнительного нагрева отбеленной или неотбеленной целлюлозы, материала, содержащего целлюлозу,
или продукта, близкого к превращению или окислению целлюлозы, одним или несколькими алкилирующими
агентами в присутствии количества щелочи, меньшего, чем вес присутствующей воды.
Щелочь можно добавлять либо путем замачивания целлюлозы в избытке раствора щелочи и удаления
избытка раствора щелочи путем прессования, центрифугирования и т.п., либо путем смешивания или
разминания целлюлозы с необходимым количеством раствора щелочи.
Алкилирующий агент может применяться в неразбавленном виде или разбавленным подходящим
разбавителем (например, бензолом или подобным веществом).
Согласно результатам моих текущих исследований, щелочная целлюлоза, которая либо вообще не
подвергалась созреванию, либо созревала в течение более короткого времени, чем обычно (например, всего
от 24 до 36 часов), дает очень хорошие результаты в данном процессе.
Количество алкилирующих агентов, например диалкилсульфатов, используемых в данном процессе, может
быть большим (например, от одной до двух, а в некоторых случаях даже больше, молекулярных долей
алкилирующего агента на каждую молекулярную долю целлюлозы, рассчитанную как C6H100) или малым
(например, от 0,2 до 0,8 молекулярной доли алкилирующего агента, например диалкилсульфата, на одну
молекулярную долю целлюлозы, рассчитанную как C6H100). Однако, согласно имеющимся у меня данным,
очень хорошие результаты получаются при использовании небольших или умеренных пропорций, скажем, от
0,3 до 1 молекулярной доли алкилирующего агента, например, диалкилсульфата, на одну молекулярную долю
целлюлозы SO, принятую за C6H10O5.
Обработка целлюлозы щелочью и алкилирующим агентом может проводиться одновременно или
последовательно в любом из этих порядков. 85 Реакцию также можно проводить в присутствии катализатора,
например, небольшого количества соли меди, соли никеля или соли железа.
Для обработки реакционной смеси после завершения реакции, ее либо растворяют в исходном виде
добавлением воды (при наличии достаточного количества неиспользованной щелочи), либо раствора едкого
щелочного металла, и при необходимости используют в соответствии с запланированными техническими
условиями после предварительной фильтрации, процеживания через ткань или центрифугирования, либо
выделяют конечный продукт, например, просто промыв реакционную массу водой или другим растворителем
для щелочей и солей (например, водным спиртом). Промывке также может предшествовать нейтрализация
щелочи, присутствующей в реакционной смеси, или 105 подкисление смеси, особенно если в смеси
присутствует большой избыток щелочи, который при добавлении воды переведет конечный продукт в
раствор. Затем промытое алкильное производное целлюлозы 110 может быть либо растворено в щелочи,
либо высушено. Выделение продукта также может быть осуществлено следующим образом: реакционную
смесь растворяют добавлением раствора щелочи 115 или воды (если щелочи достаточно для растворения
продукта реакции), раствор при необходимости очищают от нерастворенных компонентов путем фильтрации,
процеживания, центрифугирования и т.п., а затем 120 смешивают с кислотой, кислой солью или любым
другим веществом, способным нейтрализовать щелочь, например, солью аммония, в количестве,
достаточном для нейтрализации щелочи, или в количестве, превышающем это, а осадок тщательно
промывают и, при необходимости, сушат.
Сушке также может предшествовать обезвоживание с помощью спирта.
Соединения, выделенные любым методом, могут быть очищены, например, путем растворения. Очистка
раствора также может происходить в два этапа: сначала с помощью одного или нескольких агентов,
оказывающих коагулирующее действие на раствор, а затем с помощью одного или нескольких агентов
(например, сильных минеральных кислот, в частности, сильной серной кислоты), оказывающих
пластифицирующее действие на свежекоагулированный материал.
Невозможно указать все условия успеха в каждом конкретном случае, и следует понимать, что
предварительные эксперименты неизбежны для определения необходимых условий работы при
использовании конкретного вида целлюлозы, конкретного метода введения щелочи в целлюлозу и
конкретного алкилирующего агента.
Приведенные ниже примеры операций служат практической иллюстрацией изобретения, которая, однако,
никоим образом не ограничивается этими примерами; части процесса осуществляются путем взвешивания в
разбавленном растворе щелочи и осаждения с помощью кислоты или подобного вещества.
При воздействии галогеноводородной кислоты (например, йодоводородной кислоты) алкильные производные
целлюлозы, полученные в соответствии с данным процессом, при разложении дают соответствующие
алкилгалогениды.
Процессы, описанные в моих британских спецификациях №№ 177810, 203346 и
203,347 Способы производства алкильных производных целлюлозы, растворимых в щелочах, во многих
отношениях превосходят описанный здесь процесс. Более того, алкилцеллюлозы, полученные по данному
способу, во многих отношениях превосходят продукты, получаемые с помощью процессов, описанных в
указанных спецификациях. Возможность проведения процесса без дополнительного нагрева не только делает
его проще, удобнее и экономичнее, но и обеспечивает значительную защиту молекулы целлюлозы от
щелочей, к которым она особенно чувствительна при повышенных температурах. Однако наиболее важное
преимущество заключается в превосходстве самих целлюлозных соединений, которые в виде технических
изделий, таких как пленки, нити, покрытия и тому подобное, обладают большей прочностью на разрыв и
большей гибкостью, чем алкильные производные, производимые в соответствии с указанными выше
спецификациями.
Превращение алкильных производных целлюлозы, полученных в соответствии с настоящим изобретением, в
искусственные материалы, например, искусственные нити, пленки, покрытия любого вида и тому подобное,
осуществляется, например, путем придания раствору алкильного производного целлюлозы, полученного в
соответствии с изобретением, формы искусственного материала и воздействия на полученный раствор
коагулирующего агента, например, коагулирующей ванны, известной в вискозной промышленности.
Алкильные производные целлюлозы, полученные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть
преобразованы в искусственные материалы также таким образом, что их формованные растворы
контактируют с агентом или агентами, которые обладают или обладают коагулирующим эффектом в
формованном растворе и пластифицирующим эффектом в свежекоагулированном материале. В качестве
коагулирующих и пластифицирующих агентов оказались подходящими ванны, содержащие не менее 35
процентов моногидрата серной кислоты (например, от 50 до примерно 80 процентов моногидрата серной
кислоты) или такое соотношение другой сильной минеральной кислоты, которое обеспечит при производстве
искусственных материалов эффект, аналогичный эффекту, достигаемому серной кислотой, содержащей не
менее 35 процентов серной кислоты.
Коагуляция и пластификация сформированного образца. ПРИМЕР 1.
- 1000 частей древесной целлюлозы (с влажностью от 9 до 90 процентов) или 1000 частей хлопкового линта (с
влажностью от 7 до 8 процентов) замачивают в 20 000 частях 18-процентного раствора каустической соды при
температуре 15 °C, и реакционную смесь оставляют на 3,95 часа при комнатной температуре. По истечении
этого времени щелочная целлюлоза прессуется до 3400 частей и измельчается в охлажденном измельчителе
в течение 3 часов при температуре от 12 до 130 °C, после чего добавляется 600 частей диметилсульфата в
несколько приемов, и реакционная масса перемешивается в измельчителе в течение примерно 3 часов.
Вскоре после добавления диметилсульфата температура реакции 105 повышается примерно до 230 °C, а
затем до 26-30 °C и поддерживается на этой температуре до конца замешивания. Образец, взятый сразу
после трех часов замешивания (110), показывает, что масса практически полностью растворилась в растворе
каустической соды (например, с концентрацией от 5 до 10 процентов).
сила), и что раствор, подкисленный разбавленной серной кислотой, 115 образует крупный осадок.
Теперь реакционная масса переносится в...
Сосуд, снабженный крышкой, выдерживают в закрытом сосуде около 20 часов при температуре 120 °C. По
истечении этого времени его помещают на сито или в фильтр-пресс и промывают водой до полного удаления
щелочи, после чего прессуют до массы, примерно в 4 раза превышающей вес исходной целлюлозы.
Соседние файлы в папке патенты