Verfahren zur Herstellung von Copolymeren aus äthylenisch ungesättigten, polymerisierbaren
Verbindungen und Cellulosederivaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Copolymeren aus äthylenisch ungesättigten Monomeren und Cellulosederivaten, wobei diese äthylenisch ungesättigten, polymerisierbaren Monomeren mit Thiokohlensäurederivaten von Cellulose nach dem Prinzip der durch Freiradikale ausgelösten Polymerisation copolymerisiert werden.
Die Erfindung schafft daher ein Verfahren zur Herstellung von Copolymeren aus äthylenisch ungesättigten Verbindungen und Cellulosederivaten, welches s dadurch gekennzeichnet ist, dass man feste, wasserunlösliche Thiokohlensäurederivate der Cellulose, die aus Salzen der Cellulosemonothio-oder-dithiokohlensläu- rehalbester oder aus sauren Cellulosedithiokohlensäurehalbestern bestehen, mit mindestens einem äthyl- enisch ungesättigten Monomer in Gegenwart eines Initiators für Radikalreaktionen umsetzt.
Durch, die Erfindung entfallen die mit den bisherigen Verfahren verbundenen Probleme, nämlich das Erfordernis, an inerter Atmosphäre oder bei niedriger oder bei hoher oder bei einer speziellen Temperatur arbeiten zu müssen oder teure Metallkatalysatoren oder gefährliche und obendrein auf die Cellulose zersetzend wirkende radioaktive Stoffe oder hochreine Cellulose oder ein nichtwässriges oder ein konzentriertes Reaktionssystem verwenden zu müssen. Oxydative, mit Ozon oder Sauerstoff arbeitende Verfahren und ebenso eine Bestrahlung mit hoher Energie führen zur starken Verminderung der Festigkeit, während bei Kettenübertragungsverfahren nur eine geringe Vinylpoly meraddition an die Cellulose erfolgt und eine unge wöhnlich grosse Menge an Vinylhomopolymer entsteht.
Durch Cerioren eingeleitete chemische Reaktionen zur Herstellung von Cellulose-Vinylpolymerstoffen erfordern hochreine Cellulose, sind auf bestimmte Vinylmonomere beschränkt und führen unvermeidlich zur Bildung von grösseren Mengen Vinylhomopolymer.
Bei der Erfindung besteht das Neue darin, dass man zahlreiche verschiedene cellulosehaltige Stoffe zur Copolymerisation ¯verwenden kann und mit gebleichtem oder ungebleichtem Holzstoff in Faser-oder Tafelr form und mit Holzschliff, Sägemehl, Holzabfall, Holzschnitzeln, Holzwolle, Holzklötzen, Brettern, Pfählen und dgl. gleich gute Ergebnisse erzielt. Beim erfin dungsgemässen Verfahren tritt keine Festigkeitsminde- rung auf, und es erfolgt eine weitgehende Addition des Vinylmonomers oder der Monomeren, wobei praktisch keine oder nur geringe Vinylhomopolymermengen entstehen.
Tatsächlich lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren dazu verwenden, die verschiedenen Cellulosematerialien auf dem Wege der Copolymerisation zu überziehen und/oder zu imprägnieren und dadurch neue Celluloseprodukte zu erzeugen.
Ein anderer einzigartiger Vorteil des erfindungsge mässen Verfahrens besteht darin, dass es bei der Copolymerisation nicht auf die Konzentration von Monomer oder Cellusederivat ankommt, also beide sowohl in verdünnter als auch konzentrierter Lösung bzw. Suspension angewendet werden können.
Ausserdem ist beim erfindungsgemässen Verfahren eine inerte Atmosphäre nicht zwingend, wohl aber an sich zulässig, und fernerhin müssen die äthylenisch ungesättigten Monomeren nicht vollkommen frei von Polymerisationshemmstoffen sein.
Das Neuartige des erfindungsgemässen Verfahrens besteht auch darin, dass für gewöhnlich keine extremen Temperaturen benützt werden, da die Copolymerisaw tion schon bei Raumtemperatur fortschreitet.
Monothio-oder Dithiokohlensäurederivate der Ausgangsstoffe, erhält man im allgemeinen dadurch, dass man sie in alkalischem Medium mit Schwefelkoh lenstoff behandelt. Das so gewonnene Ausgangsmaterial wird dann auf dem Wege der durch freie Radiale e ausgelösten Polymerisation zusammen mit einer polymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Verbindung oder einem Gemisch solcher copolymerisiert.
Die Struktur des reaktionsfähigen Ausgangsprodukts ist zwar zur Zeit noch nicht völlig aufgeklärt, entspricht aber wahrscheinlich dem Schema
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in dem R oder R'Wasserstoff, einen Rest-CSSY, eine Anhydroglucoseeinheit oder-einheiten, eine andere Dithiocarbonatanhydroglucoseeinheit oder Einheiten des obengezeigten Typs oder eine Mischung aus Anhy droglucose und in den Dithiokohlensäurehalbester verwandelten Anhydroglucoseeinheiten bedeuten. Die Dithiocarbonatgruppe kann in obengezeigter Form oder in durch Disproportionierung oder Umlagerung abgewandelter Form, wie
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vorliegen und braucht aber nicht am Anhydroglucose- molekül in der 6-Stellung zu sitzen.
Es kann dort, aber auch an sonstwie beliebiger Stelle des Moleküls haften.
Dieses reaktionsfähige cellulosehaltige Ausgangspro- dukt wird daher im folgenden zwecks abgekürzter Darstellung als Dithiokohlensäurederivat der Anhydroglucoseeinheit , oder als dithiocarbonierte Cellulose bezeichnet. Dabei sei ausdrücklich betont, dass die geforderte Dithiocarbonatsubstitution zwar durch obige Strukturformel dargestellt sein mag, das Dithiokohlen- säurederivat der Anhydroglucos : eeinheit jedoch bezüglich Substitution und Struktur von dieser Darstellung völlig verschieden sein kann.
Als einzige Definitionseinschränkung soll gelten, dass das Dithiokohlensäurederivat der Anhydroglucoseeinheit das Reaktionsprodukt einer in einer Cellulosekette befindlichen Anhy droglucoseeinheit mit Schwefelkohlenstoff darstellt und das so entstehende dithiocarbonierte Cellulosesubstrat praktisch frei von wasserlöslichen Nebenprodukten sein muss.
In der vorstehenden Strukturformel stellt Y eine organische oder anorganische ionische Gruppe mit Bindung an die elektronegative
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<tb> <SEP> s
<tb> <SEP> vil
<tb> -CS-Gruppe
<tb> dar, die im Falle anorganischer Natur ein positives Wasserstoffion der metallischen Elemente des Periodensystems sowie Ammoniak und im Falle organischer Natur positiv geladene Atomkombinationen, wie organische Ammonium-, Phosphonium-, Sulfonium-, Arsonium-und Stiboniumgruppen sein kann. Das Metallion kann ein oder mehrwertig sein und, im Fall niedrigen Valenzzustandes, wie z. B. bei Fett, einen ausgezeichneten Beitrag zu dem Redoxsystem liefern, das unter diesem Stichwort im Buch von G. F.
D'Alelio, < tFundamental Principles of Polymerisation , Verlag John Wiley and Sons, Incorporated, New York, 1952 beschrieben ist.
Ausgangsstoffe, die Halbester der Monothiokohlen- säure sind, erzielt man gewöhnlich dadurch, dass man das cellulosehaltige Material im Gegenwart einer Base mit Schwefelkohlenstoff behandelt. Das so gewonnene Zwischenprodukt wird dann auf dem Wege der durch freie Radikale ausgelösten Polymerisation zusammen mit einer polymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Verbindung oder einem Gemisch solcher copolymerisiert.
Die Struktur des reaktionsfähigen Celluloseaus- gangsprodukts ist zwar zur Zeit noch nicht mit Sicherheit aufgeklärt, entspricht aber wahrscheinlich dem Schema
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in dem R oder R'Wasserstoff, Anhydroglucoseeinhei- ten, andere thiocarbonierte Anhydroglucoseeinheiten obigen Typs oder eine Mischung aus Anhydroglucose und thiocarbonierten Anhydroglucoseeinheiten bedeuten. Die Thiocarbonatgruppe kann in oben gezeigter Form oder in durch Disproportionierung oder Umlagerung abgewandelter Form, wie
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vorliegen.
Sie muss nicht unbedingt durch den Sauer- stoff in der 6-Stellung an den Anhydroglucosering gebunden sein, sondern kann auch an sonstwie beliebiger Stelle haften. Dieses reaktionsfähige Ausgangsprodukt wird daher im folgenden zwecks Abkürzung als Monothiokohlensäurederivat einer Anhydrogluco- seeinheit oder monothiocarbonierte Cellulose be- zeichnet. Dabei sei wiederum ausdrücklich betont, dass die geforderte Monothiocarbonatsubstitution zwar durch obige Formel dargestellt sein mag, in Wirklich- keit aber auch von ihr völlig abweichen kann.
Als einzige Definitionseinschränkung soll gelten, dass das Anhydroglucosemonothiocarbon, at das Reaktionspro- dukt einer Anhydroglucoseeinheit mit Schwefelkohlenstoff darstellt.
In der vorstehenden Strukturformel stellt Y eine organische oder anorganische Gruppe in Bindung an die elektronegative
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<tb> <SEP> 0
<tb> <SEP> ICI
<tb> -CS-Gruppe
<tb> dar, im Fall anorganischer Natur ein positives Ion der metallischen Elemente des Periodensystems und im Fall organischer Natur positiv geladene Atomkombina- tionen, wie Stickstoffderivate, z. B. Amine oder quar täre Ammoniumhydroxyde sowie Ammoniak, Phosphin, PHS und seine Derivate PRs, Stibin SbH3 und seine Derivate SbR3, wobei R im allgemeinen Alkyl bedeutet, jedoch auch fiir Aryl, alicyclische oder aliphatische Gruppen stehen kann.
Das Metallion kann ein-oder mehrwertig sein und bei mehrwertigem Charakter und niedrigem Valenzzustand einen ausgezeichneten Beitrag zum Polymerisationssystem liefern.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung kann man die Eigenschaften des endgültigen Macromo lekül-Produkts dadurch weitgehend variieren, dass man verschiedene Cellulose-thiokohlensäurehalbester oder deren Salz als Ausgangsmaterial verwendet, die dadurch gewonnen werden, dass man das Ausmass oder den Grad der Addition der Mono-und Dithiocarbonatgruppen an die Celluloseketten regelt. Beispiels- weise kann man eine Mono-oder Dithiocarbonatgruppe in nur eine der im Cellulosesubstrat enthaltenen Celluloseanhydroglucoseeinheiten einführen oder als, Gegenextrem die Mehrzahl der Anhydroglucoseeinheiten in der Cellulosekette mit mindestens einer Monooder Dithiocarbonatgruppe substituieren.
Vorzugsweise geht man jedoch mit der Dithiocarbonierung nur so weit, dass keine äusserlich sichtbare Änderung in der physikalischen Form des Cellulosesubstrats eintritt.
Fernerhin ist es vorteilhaft, dass sämtliche bei dieser Dithiocarbonierung entstehenden wasserlöslichen Nebenprodukte vor Durchführung der Vinylcopolyme risation entfernt werden.
Zu den Monomeren, die sich mit einem Cellulose anhydroglucosemono-oder-dithiocarbonat zu den neuen Polymersubstanzen umsetzen lassen, gehören diejenigen äthylenisch ungesättigten Verbindungen, die sich in Gegenwart eines, eine Polymerisation oder Copolymerisation auslösenden Systems leicht in der Masse, in wässriger Lösung oder als Emulsion in sich, also homopolymerisieren oder mit anderen äthylenisch ungesättigten Verbin, dungen copolymerisieren lassen.
Unter Monomer ist hierbei eine äthylenisch ungesättigte Verbindung der Struktur
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zu verstehen, worunter Vinylmonomere der allgemei- nen Formel CHR = CHR und Vinylidenmonomere der allgemeinen Formel HC = Cor2, fernerhin Monomere, bei denen alle vier freien Valenzen durch R-Substituenten besetzt sind, sowie auch solche Monomere fallen, bei denen mindestens zwei je an einem Kohlenstoffatom sitzendenR-Substituenten ein Ringderivat bilden.
Der Rest R kann aus mindestens einem Vertreter nachstehend aufgeführter Elektronenacceptor-oder Elektronendonatorgruppen bestehen :
1. Wasserstoff.
2. Substituiertes sowie unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl und Alkinyl mit weniger als sechs Kohlenstoffato- men je Kohlenwasserstoff, wie z. B. Methyl, Athyl, Butyl, Amyl, Hexyl, Athenyl, Hydroxymethyl, Chlormethyl, usw.
3. Substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, wie Phenyl, a-Chlortolyl, Tolyl, 4-Chlorphenyl, a-Tolyl, Xylyl, 2-Brom-4-äthylphenyl, usw.
4. Elektronegative Gruppen, wie Chlor, Brom, Cyan, Carboxy, Carbalkoxy, Acyloxy, Alkenyl und dgl.
5. Substituierte und unsubstituierte alicyclische sowie heterocyclische Gruppen, wie Pyridyl, Thienyl, Furyl, Pyrrolinyl, etc.
6. Gruppen der allgemeinen Formel
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in der R'Wasserstoff, R gemäss vorstehender Defini- tion substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Athyl, Butyl, Amyl, Hexyl, Heptyl, Octadecyl, Nitro äthyl, Nitrobutyl, N, N-Dimethylaminoäthyl, N-tert. butylaminoäthyl, 2-Cyanäthyl, Cyclohexyl, N, N, Diäthylaminoäthyl, Hydroxyäthyl, Hydroxypropyl und dgl. bedeuten.
7. Gruppen der allgemeinen Formel
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8. Gruppen der allgemeinen Formel
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9. Gruppen der allgemeinen Formel R"-O- 10. Gruppen der allgemeinen Formel
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wobei R"für ein Glied folgender Aufzählung steht : Wasserstoff, R oder R', gemäss früherer Definition, aliphatische Gruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und ausserdem die substituierten und unsubstituierten Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffato- men, wie Methyl, Athyl, Propyl, Butyl, Amyl, Hexyl, Heptyl, Octadecyl, Chloräthyl, Chlormethyl, Hydroxy äthyl, Hydroxypropyl, Epoxyäthyl, Phenyl, p-Chlorphenyl und dgl.
Mindestens eines der nachstehend aufgezählten äthvlenisch ungesättigten Monomere kann verwendet werden : äthylenisch ungesättigte aromatische Verbin dungen und mono-, di-, tri-, tetra-und pentasubstituierte aromatische Verbindungen, in denen der Ring durch mindestens einen Substituenten, wie substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl mit 1 bis 7 Koh lenstoffatomen und/oder durch eine anorganische Elektronenacceptor-und/oder durch eine anorganische Elektronendonatorgruppe, wie Halogen, Nitro, Sulfo etc.
substituiert ist, wobei der äthylenisch ungesättigte Rest 2 bis 5 Kohlenstoffatome aufweist und substituiert oder unsubstituiert sein kann, wie a-Methylstyrol, p-Chlormethylstyrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, 2, 4-Dimethylstyrol, 2, 3, 5-Trimethylstyrol, p-Athylstyrol, o-Bromstyrol, 2-Brom-4-äthylstyrol, p-Isopropylstyrol, p-Chlorstyrol, 2, 4-Dichlorstyrol, p-Bromstyrol, o-Chlorstyrol, m-Chlorstyrol, -Chlorstyrol, 2, 5-Dichlorstyrol, 4-Athoxystyrol, p-Isopropyl- a-methylstyrol, ss-Nitrostyrol, p-Nitrostyrol und dgl.
sowie polymerisierbare Alkylacrylsäuren mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, oder, falls keine Alkylkette vorhanden ist, mit Wasserstoff oder einer anderen speziellen Gruppe, wie Halogen, Cyan usw. als Substituent wie z. B. Acrylsäure, Methylacrylsäure, a-Chloracrylsäure, 2-Furfurylacrylsäure und dgl.
Acrylsäureester mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette oder, falls keine Alkylkette vorhanden ist, mit Wasserstoff oder irgendeiner anderen spezifischen Gruppe, wie Halogen, Cyan usw. als Substituent, wobei diese Ester aus substituierten oder unsubstituierten einwertigen Alkohlen mit 1 bis 20 Kohlenstoffato- men der Alkylkette gebildet werden, wie z. B.
Amylacrylat, Amylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Benzylacrylat, Glycidylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Ben zylacrylfat, Glycidylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Dodecylacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Athylacrylat, Methyl-a-bromacrylat, methyl-α
-chloracrylat, Athylmethacrylat, 2-Athylhexylacrylat, Heptylacrylat, Athyl-a-bromacrylat, Hexylmeth- acrylat, Laurylmethacrylat, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Propylacrylat, 2-Bromethylacrylat, 2-Chloräthoxymethylmeth- acrylat usw., substituierte Aminoalkohole mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette und mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette an der Aminogruppe, wie N, N-Dimethylaminoäthylacrylat, N-Tertiärbutylaminoätnhylmethylcarylat, N, N-Diäthylamino äthylacrylat, 2-N-Morpholinoäthylm/ethacrylat und d dgl.,
Nitroalkohole mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, wie 3-Nitro-2-butanol, 2-Nitro-3-hexa- nol, 2-Methyl-2-nitro-1-butanol, 2-Nitro-2-methylpropanol usw ; Cyanalkylalkohole mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, wie 2-Cyanäthylacrylat und dgl., ungesättigte, polymerisierbare Alkylacrylsäureamide mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, oder, falls keine Alkylkette'vorhanden ist, mit Wasserstoff oder einer anderen, oben beschriebenen spezifischen Gruppe als Substituent und ausserdem Verbindungen, in denen das Amid aus Ammoniak, substituiertem und unsubstituiertem, primärem und sekundärem Amin oder aus Diamin mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen besteht, wie Acrylamid, Methacrvlamid,
Athylacrylamid, Methylen-bis-acrylamid, Tertiärbutylacrylamid 2-Cyanacrylamid, N- (p-Chlorphenyl) meth acrylanrd, N, N-Diallylacrylamid, N, N-Dimethylacrylamid, Hexamethyl-bis-acrylamid, N-a-Naphthylacryl- amid ukw. oder äthylenisch ungesättigte Nitrile, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Athacrylnitril, a-Chloracrylnitril, und dgl ; polymerisierbare Alkylenglykolund mehrvertige Glykolalkylacrylate und Dialkylacry- late mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, oder, falls keine Alkylgruppe vorhanden ist, mit Wasserstoff oder einer anderen oben beschriebenen spezifischen Gruppe als Substituent, wie z. B.
Athylenglykol, Dimethacrylat, Triäthylenglykoldimethycrylat, Poly äthylen. (Tlvkoldimethacrylat, Tetramethvlendimethacry- lat, Glyceryltriacrylat, hydroxyäthylmethaxrylat, Hydroxypropylmethacrylat und dgl. ; Fettsäureester von substituierten und unsubstituierten 1-Olefine mit 2 bis 24 und vorzugsweise 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei der zur Herstellung der Festtsäureester verwendete 1-Ollefinalkohol 2 bis 8 und vorzugsweise 2 bis 3 Kohlenstoffatpitte besitzt, wie Vinylacetat, Vinylpro pionat, Vinylbutyrat, Isopropenylacetat, Vinyl-n-hexa- noat, Vinylchloracetat, Vinylcrotonat, Vinyl-n-deca noat, Vinylformiat, Vinyl-2-äthylhexoat, Vinyllaurat, Vinyloleat,
Vinylstearat, Vinyltrifluoracetat, Allyllino- lat, Allyloleat, Allylacetat, Allylpropionat, Allylchloracetat, Allylcaproat, Allylbutyrat usw ; substituierte und d unsubstituierte aromatische Säureester ungesättigter Alkohole, wobei der zur Veresterung verwendete Alkohole 2 bis 8 und vorzugsweise 2 bis 3 Kohlenstoff- atome enthält, wie Allylbenzoat, Diallylphthalat, Vinylphthalat, Vinylbenzoat usw. ;
äthyensich ungesät- tigte aliphatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 10 und vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen sowie deren Ester, Nitrile und Amide, wie Itaconsäure, Malein- säure, Fumarsäure, Dimethylmaleat, Dibutylmaleat, Dimethylfumarat, Dibutylfumarat, Maleinsäureanhy- drid, Diäthylfumarat usw. ; polymerisierbare aliphatische Diene, wie Butadien, 2, 3-Dimethylbutadien, Iso propen, Pentadien usw. und Halogenprene, wie Chloro pren und dgl. ;
substituierte und unsubstituierte 1-Olefine mit 2 bis 18 und vorzugsweise 2 bis 8 Kohlen- stoffatomen, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Allylamin, Diallylamin, Diallylphosphat, Allylchlorid, Nitroäthylen, Butadienmonoxyd, Vinylacrylat und dgl. ; substituierte und unsubstituierte Vinyläther, wie Vinyl äthyläther, Vinylpropyläther, Vinylisobutyläther, Vinyl-2-methoxyäthyläther, Vinyl-n-butyläther, Vinyl 2-chlor-äthyläther, Vinyl-2-äthylhexyläther und dgl. oder andere Vinylverbindungen, wie Divinylsulfon, Divinylsulfid, Divinylbenzol usw. ;
äthylenisch ungesät- tigte heterocyclische Verbindungen mit 3 bis 5 Kohlen- stoffatomen in der heterocyclischen Gruppe und Stick- stoff, Sauerstoff oder Schwefel als Heteroatom, wie Vinylpyridine, N-Vinylpyrrolidon, Vinylfuran, a Vinylthiophen und dgl. Im allgemeinen besteht die einzige Forderung bezüglich der erfindungsgemässen Verwendbarkeit eines Monomers darin, dass es mindestens eine olefinische Doppelbindung aufweisen muss.
Insbesondere ist mindestens eines der folgenden polymerisierbaren Monomere brauchbar : Styrol, p-Chlormethylstyrol, Natrium-p-styrolsulfonat, Vinyltoluol, 2, 5-Dichlorstyrol, a-Methylstyrol, Acrylamid, Acrylsäure, Acrylnitril, N-Tertiärbutylacrylamid, Methacrylamid, N, N-Methyl-bis-acrylamid, N, N Diäthylacrylamid, Methacrylsäure, Tertiärburylamino- äthylmethacrylat, N, N-Diäthylaminoäthylacrylat, N, N-Diäthylaminoäthylmethacrylat, N, N-Dimethylami- noäthylacrylat, 2-Cyanätliylacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, Decylacrylat, Decylmethacrylat, Athylacrylat, 2-Athylhexylacrylat,
Athylmethacrylat, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, n-Hexylmetha- crylat, n-Laurylmethacrylat, Methacrylat, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Decyl-octylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Äthylenglykoldimethacrylat, Triäthy- lenglykoldimethacrylat, Tetraäthylenglykoldimethacrylat, Polyäthylenglykoldimethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxyäthylmethacrylat, Diallyladipat, Diallylmaleat, N,N-Diallymelamin, Diallylphthalat, Diallylphosphit, Diallylphosphat, Diallylfumarat, Vinylchloird, Vinylidenchlorid, AMaleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Di-n-butylfumarat, Di-n-butylma leat, Di-n butylitaconat, Diäthiylmaleat, Methylvinylketon, 2-Methyl-5-vinylpyridin, N-Vinylcarbazol, 2 Vinylpyridin, 1-Vinyl-2-pyrrolidon, N-Vinylpyrrolidon,
Vinyl-n-butyläther, Vinyl-isobutyläther, Vinyl-2-Chlor- ätjhylÅathçr Vinyläthyläther, Vinyl-2-äthylexyläther, Vinyltriäthoxysilan, Vinylstearat, Vinylbutyrat, Vinylacetat, Vinyl-2-äthylhexoat, Vinylpropionat, Divinylben- zol und Divinylsulfon.
Thiokohlensäurehalbester-Ausgangsverbindungen können auch folgendermassen erhalten werden : Entweder stellt man ein Salz eines Cellulosedithiokohlensäurehalbesters in Form einer Suspension, eines Vlieses oder eines Blattes her, oder man wandelt ein Ammonium-, Organoammonium-, Sulfonium-, Phosphonium-, Arsonium-, Stibonium-oder Alkalimetall-Salz des Di thiokohlensäurehalbesters durch doppelte Umsetzung in den sauren Cellulosedithiokohlensäurehalbester oder das Salz des Cellulosedithiokohlensäurehalbesters eines anderen, nachstehend näher beschriebenen Metalls um.
Den entstandenen sauren Cellulosedithiokohlensäurehalbester oder das entsprechende Salz enthaltendes Ausgangsmaterial wird dann z. B. in Gegenwart eines s Peroxyds mit einem oder mehreren der früher aufge zählten äthylenisch ungesättigten Monomeren umgesetzt. Die Copolymerisationsreaktion kann entweder in nichtwässrigem oder vorzugsweise in wässrigem Medium durchgeführt werden, wobei man in letzterem m Fall mit einer Lösung, Suspension oder Emulsion des äthylenisch ungesättigten tIonomers arbeitet und ihr vorzugsweise zwecks leichteren Eindringens des Monomers in das cellulosedithiokohlensäurehalbesterhaltige Substrat ein Benetzungsmittel zusetzt.
Insbesondere können Ausgansstoffe verwendet werden, die durch Umsetzung oder Metathese eines s Ammonium-, Organoammonium-, Phosphonium-, Sulfonium-, Arsonium-, Stiboniumsalzes oder eines Alkali-, z. B.
Lithium-, Natrium-, Kalium usw.-Salzes des Cellulosedithiokohlensäurehalbesters mit einem wasserlöslichen Salz eines Metallsalzes oder einer Mischung von Metallsalzen der ersten Nebengruppe des Periodensystems, wie Kupfer, Silber und Gold ; dessen zweiter Haupt-und Nebengruppe, wie Mg, Ca, Sr, Zn, Cd usw. ; dessen dritter Haupt-und Neben- gruppe, wie Sc, Y, La, Al, Ga usw. ; dessen vierter Nebengruppe, wie Ti, Zr usw. als auch Ge, Sn und Pb, dessen fünfter Nebengruppe, wie V, Nb usw. als auch Bi ; dessen sechster Nebengruppe, wie Cr. W usw. ; des- sen siebter Gruppe, wie Mn usw., und dessen achter Nebengruppe, wie Fe, Co, Ni, Os, usw., ein neues Diothiokohlensäurederivat des betreffenden Metalls erhalten wurde.
Das erhaltene Metallsalz des Cellulosedithiokohlensäurehalbesters ist ein Ausgangsmaterial, das in nichtwässrigem oder vorzugsweise in wässrigem Medium und in Gegenwart mindestens eines peroxydischen Freiradikal-Auslösers mit mindestens einem äthylenisch ungesättigten Monomer gemäss früherer Aufzählung umgesetzt werden kann. Als Freiradikal Auslöser eignen sich z. B.
Wasserstoffperoxyd, Persulfate, wie Ammonium-, Natrium-oder Kaliumpersulfat, Hydroperoxyde, wie Tertiärbutylhydroperoxyd, Diisopropylbenzolhydroperoxyd, Cumolhydroperoxyd, 1-Phenyläthylhydropleroxyd usw. ; Diacylperoxyde, wie Benzoylperoxyd, Acetylperoxyd und dgl., Dialkylperoxyde, wie Di-tertiärbutylperoxyd, Dicumylperoxyd usw. ; Perester, wie Teritärbutylperoxyacetat, Tertiärbu- tylperoxybenzoat und dgl. ;
Persäuren, wie Perameisensäure, Peressigsäure, Perbenzoesäure, Peroxymilch- säure und dgl. sowie andere Verbindungen, wie Per oxydicarbonate. Alle diese Peroxyverbindungen müs- sen von sich aus oder in Gegenwart eines Aktivie rungsmittels, wie eines Reduktionsmittels, eine Freiradikal-Polymerisation einleiten können, wobei man bei Durchführung der Copolymerisation in wässrigem Medium vorzugsweise mit wasserlöslichen peroxydischen Freiradikal-Auslösern arbeitet.
So kann ein Cellulose-Ausgangsmaterial oder ein cellulosehaltiges Ausgangsmaterial folgendermassen erhalten werden : Man stellt einen Natriumcellulosedithiokohlensäurehalbester her, und setzt diesen erfin dungsgemäss mit mindestens einem der früher erwähn- ten, copolymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Monomeren, z. B. im Salz-Monomer-Mengenverhältnis zwischen etwa 1 : 2000 und etwa 1000 : 1 und bei einer Monomerkonzentration im Reaktionsmedium zwischen etwa 1 /o und etwa 100 lo, um. Bei Benutzung eines wässrigen Reaktionsmediums kann das Monomer in Form einer Lösung, oder je nach Bedarf, einer mechanischen Dispersion, oder einer Emulsion, vorliegen.
Dieser notfalls vorher noch gepufferten Lösung setzt man einen wasserlöslichen peroxydischen Freiradikal Auslöser zu und lässt dann die Umsetzung je nach angewandtem Monomer und erwünschtem Endprodukt bei Temperaturen zwischen etwa 0 und etwa 100 C drei Minuten bis etwa 96 Stunden lang bei Normal-, Unter-oder Überdruck fortschreiten. Schliesslich reinigt man gewünschtenfalls das entstandene Copolymer.
Bei der Erfindungsdurchführung kann das cellulo sehaltige Material, das als Ausgangsmaterial verwendet werden soll, erhalten werden, wenn ein cellulosehaltiges Substrat in der Weise dithiocarboniert wird, dass man es zuerst mit einer alkalischen Lösung, und zwar im allgemeinen mit Natronlauge oder einer anderen Alkalihydroxydlösung befeuchtet, wobei die Laugen- stärke natürlich je nach Natur des Cellulosesubstrats und Art des gewünschten Endprodukts bis zu etwa 3fach molar reichen kann, vorzugsweise aber zwischen etwa 0, 1 und etwa 1, 5fach molar liegt.
Dabei ist zu bedenken, dass die Menge des beim Dithiocarbonie- rungsverfahren verwendeten Alkalis oder Alkalisalzes oder deren Mischung lediglich davon abhängt, wieviel davon zur Dithiocarbonierung des cellulosehaltigen Substrates erforderlich ist.
Hierfür geeignete Alkalien sind Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-und Cäsiumhydroxyd, Ammoniumhydroxyd, quartäre Ammoniumhydroxyde, wie Tetramethylammoniumhydroxyd, Methyltriäthylammoniumhydroxyd, Trimethyl benzylammoniumhydroxyd und dgl., quartäre Phos phoniumhydroxyde, wie Tetraäthylphosphoniumhydr- oxyd, Trimethylphenylphosphoniumhydroxyd, Methyltriäthylphosphoniumhydroxyd, Trimethylisoamylphos phoniumhydroxyd und dgl., Sulfoniumhydroxyde, wie Triäthylsulfoniumhydroxyd, Methyldiäthylsulfoniumhy- droxyd und dgl. ;
quartäre Arsoniumhydroxyde, wie Trimethylphenylarsoniumhydroxyd, Tetraäthylarsoni- umhydroxyd, Methyltriphenylarsoniumhydroxyd und dgl., sowie quartäre Stiboniumbydroxyde, wie Tetrame tbylstiboniumhydroxyd, Tetraäthylstiboniumhydroxyd, Methyltriäthylstiboniumhydroxyd und dgl.
Es können aber auch leichtlösliche Erdalkalihydroxyde, wie Calcium-, Strontium-, Bariumhydroxyd usw. verwendet werden, obwohl die bevorzugte Herstellungsweise für die Erdalkalicellulosedithiocarbonate in der doppelten Umsetzung von Alkalicellulosedithiocarbonaten besteht. Ausserdem kann man ersichtlicherweise auch ein Alkalicellulosedithiocarbonat durch doppelte Umsetzung in ein quartäres Ammonium-, Sulfonium-, quartäres Phosphonium-, quarres Arsonium-oder quartäres Stiboniumcellulosedithiocarbonat umwandeln.
Ausser diesen vorerwähnten mehr oder weniger starken Basen sind auch basische Salze und wasserlös- liche organische Amine gleich gut verwendbar. Zu ihnen gehören beispielsweise Natriumcarbonat, Trina- triumphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat, Dinatriumammoniumphosphat, Natriumsilicat, Natriumaluminat, Natriumantimonat, Natriumstannat, Natriumcyanid, Natriumcyanat, Natriumsulfid, Natriumbenzoat, Kaliumcarbonat, Trikaliumphosphat, Dikaliumphos- phat, Kaliumsilicat, Kaliumcyanid, Kaliumcyanat, Kaliumsulfid, Lithiumcarbonat, Trilithiumphosphat, Dllithiumphosphat, Dilithiumsilicat, Natrium-oder Kaliumäthylendiamintetraacetat und dgl.
sowie wasserlösliche Amine, wie Methylamin, Athylamin, Dimethylamin, Pyridin, Morpholin, und quartäre Ammoniumhy- droxyde, wie Tetramethylammoniumhydroxyd und Benzyltrimethylammoniumhydroxyd. Sie können je für r sich oder in Mischung angewendet werden. Tatsächlich eignet sich jegliches basische Salz, dessen wässrige Lösung einen pH-Wert von mindestens etwa 9 besitzt, aber auch Mischungen aus einem basischen Salz und einem anorganischen oder organischen Hydroxyd.
Dagegen muss man bei der Herstellung der Ausgangsstoffe solche basische Salze vermeiden, die, wie etwa Natriumborat, mit Cellulose und anderen Polyhydroxylverbindungen Komplexe bilden und deshalb das Dithio carbonierungsverfahren beeinträchtigen.
Zwecks Dithiocarbonierungsverfahren bringt man nun das alkalifeuchte cellulosehaltige Substrat mit Schwefelkohlenstoff in Form von Flüssigkeit, Dampf, Emulsion, Lösung in neutralem Lösungsmittel oder alkalischer Emulsion bei Normal-, tJber-oder Unterdruck solange in innige Berührung, bis der gewünschte Grad der Dithiocarbonierung erreicht ist.
Die in Form eines Alkali-, Erdalkali-oder Ammoniumsalzes oder eines der weiter oben beschriebenen, durch doppelte Umsetzung erhaltenen Metallsalze vorliegende dithiocarbonierte Cellulose wird zunächst zwecks Entfernung wasserlöslicher Nebenprodukte und freier Metallionen mit Wasser gewaschen und dann unmittelbar in einer Emulsion oder Lösung des polymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Monomers suspendiert, deren pH-Wert zwischen kleiner als 1, 0 und etwa 8, 0 variieren oder statt dessen auch je nach der Art des Cellulosedithiocarbonatsalzes und des zu copolymerisierenden Monomers auf den pH-Bereich zwischen etwa 1 und 7 und vorzugsweise zwischen etwa 1 und 5 gepuffert werden kann.
Zur weiteren Erläuterung kann das Ausgangsmate- rial folgendermassen erhalten werden : Zunächst stellt man aus dem cellulosehaltigen Substrat einen Natriumcellulosedithiokohlensäurehalbester her und wandelt dann diesen durch Umsetzen mit einer wässrigen Lösung von Bleiacetat oder eines anderen löslichen Bleisalzes in das Bleiderivat um.
Erfindungsgemäss kann das so gewonnene Bleisalz dann mit mindestens einem äthylenisch ungesättigten, copolymerisierbaren Monomer umgesetzt werden, wobei das Bleisalz-Mono mer-Mengenverhältnis je nach der Art des cellulosehal- tigen Substrates und des gewünschten Endprodukts zwischen etwa 1 : 2000 und etwa 1000 : 1 betragen und das Monomer als solches oder in Lösung oder als Emulsion in einer Konzentration zwischen 1 und etwa 100 /o vorliegen kann. Bei Verwendung eines praktisch wässrigen Reaktionsmediums benützt man gegebenenfalls ein Benetzungsmittel, um das Eindringen des Monomers in das Cellulosedithiocarbonatsubstrat zu erleichtern.
Der Monomeremulsion oder-lösung sollte eine Peroxyd-Substanz innig zugemischt werden, die, wie Wasserstoffperoxyd, Ammonium-oder Alkalipersulfat und die anderen früher aufgezählten Materialien usw., die Freiradikal-Polymerisçation auszulösen vermag. Die Polymerisation lässt man bei Temperaturen zwischen 0 und 100 C und bei Normal-oder Oberdruck so lange fortschreiten, bis das Monomer im gewünschten Ausmass in das Polymer umgewandelt ist. Die Ge samtpolymerisationszeit variiert dabei je nach Art des verwendeten Monomers, der Konzentration der Reaktionskomponenten und der Art des gewünschten Endprodukts.
Im allgemeinen sind die weiter oben beschriebenen Alkalimetallsalzen des Dithiokohlensäurehalbesters hinreichende Ausgangsstoffe, sofern die Copolymerisation ohne merklichen Verzug durchgeführt wird.
Manchmal ist es aber zweckmässig, Ausgangsstoffe zu wählen, die durch die Umwandlung des Alkalidi thiokohlensäurehalbesters in ein stabileres oder reaktionsfähigeres Zwischenprodukt erhalten werden. So kann man beispielsweise Kupfercellulosedithiokohlen- säurehalbester in der Weise herstellen, dass man Kupfersulfat-oder-chloridlösung durch ein Alkalimetallcellulosedithiokohlensäurehalbestersubstrat hindurch oder darüber hinweg führt.
In ähnlicher Weise gewinnt man Zinkcellulosedithiokohlensäurehalbester aus Zinkchlorid oder einem anderen löslichen Zinksalz, Zirkonylcellulosedithiokohlensläurehalbester aus Zirkonoxy- chlorid, Uranylcellulosedithiokohlensäurehalbester aus Uranylacetat, Bleicellulosedithiokohlensäurehalbester aus Bleiacetat und Eisen (Il) cellulosedithiokohlensäu- rehalbester aus Eisen (II) ammoniumsulfat oder Eisen (II)- chlorid und so fort, wobei dieses Verfahren besonders dann in Betracht kommt, wenn kein lösliches Hydroxyd oder basisches Salz des gewünschten Kations existiert oder verfügbar ist.
Die Thiokohlensäurehalbester-Ausgangsstoffe kön- nen auch folgendermassen hergestellt werden : Entweder wird eine monodithiocarbonierte Cellulose in Form einer Suspension, eines Vlieses oder eines Blattes hergestellt, oder es wird ein Ammonium-oder Alkalisalz der monodithiocarbonierten Cellulose in hier beschriebener Weise in das Salz des Cellulosemonodithiokoh- lensäurehalbesters eines anderen Metalls umgewandelt.
Vorzugsweise können Ausgangsstoffe verwendet werden, die folgendermassen erhalten wurden : Man setzt ein Ammonium-oder Alkalimetallsalz des Cellulosemonothiokohlensäurehalbesters mit einem löslichen Salz von Metallen, wie Kupfer, Zink, Blei, Eisen, Zinn, Kobalt, Cer, Chrom, Zirkon, Titan, Nickel, Antimon, Wismut, Cadmium, Magnesium, Mangan, Calcium, Quecksilber, Barium, Strontium, Vanadium, Aluminium, Osmium, Silber, Uran, Thallium, Thorium, Molybdän, Wolfram usw. um und erhält hierdurch ein neues copolymerisierbares monothiocarboniertes Cellulosederivat dieses Metalls.
Das so erhaltene Metallsalz des Cellulose-Derivats ist ein Ausgangsstoff, der mit mindestens einem äthylenisch ungesättigten Monomer früher aufgezählter Art in nichtwässriger oder wässriger Lösung umgesetzt werden kann, wobei im letzteren Fall in das System je nach Löslichkeit des äthylenisch ungesättigten Monomers, mehr oder weniger Emulgiermittel eindispergiert wird. Bei dieser Umsetzung arbeitet man in gepufferter oder ungepufferter Lösung und in Gegenwart mindestens eines peroxydischen Freiradikal-Auslösers, wie dies bereits weiter oben im Zusam menhang mit den Umsetzungen der Dithiokohlensäure- derivate beschrieben worden ist.
Zur weiteren Erläuterung kann das Ausgangsmate- rial erhalten werden, indem man ein Natriumsalz des Cellulosemonothiokohlensäureesters herstellt ; erfin dungsgemäss kann diese Substanz mit mindestens einem copolymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Monomer im Salz-Monomer-Mengenverhältnis zwischen etwa 1 : 2000 und etwa 1000 : 1 umgesetzt werden, wobei das Monomer im Reaktionsmedium in einer Konzentration zwischen etwa 1 ouzo und 100"/o vorhanden ist und eine etwa benutzte wässrige Losung eine der Löslichkeit des Monomers entsprechende Menge Emulgator enthalten kann.
Der gegebenenfalls noch gepufferten Lösung wird dann ein peroxydischer Freiradikal-Auslöser zugegeben, und die Umsetzung dann je nach der Art des gewünschten Produkts bei Temperaturen zwischen etwa 0 bis 100 C etwa 3 Minuten bis etwa 96 Stunden lang bei Normal-, tÇber-oder Unterdruck durchgeführt. Das so gebildete Copolymer wird gegebenenfalls noch gereinigt.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren verläuft die Copolymerisation des cellulosehaltigen Stoffs mit der äthylenisch ungesättigten Verbindung oder Verbindungsmischung glatt und liefert Umwandlungsausbeuten zwischen etwa 30"/o und 100"/o, wobei etwa 50-100 ouzo des Polymers nicht aus dem cellulosehaltigen Substrat extrahiert werden können.
Wie angegeben wird der zu copolymerisierende cel lulosehaltige Stoff zuerst in der Regel mit einer alkalischen Lösung, und zwar im allgemeinen mit einer bis zu etwa 10"/oigen und vorzugsweise mit einer 0, 5-5, 0 /oigen Lösung von Natrium-oder sonstigen Alkalihydroxyd, wie Lithiumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Bariumhydroxyd, Strontiumhydroxyd, Calciumhydroxyd, Ammoniumhydroxyd, befeuchtet.
Obwohl die Bildung des reaktionsfähigen Cellulose anhydroglucosemonothiokohlensäureesters am besten in Gegenwart einer Base vor sich geht, eignen sich aus- ser den obengenannten mehr oder weniger starken Alkalien gleich gut auch schwächere Alkalien und basische Salze, wie z. B.
Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Trinatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Dinatriumammoniumphosphat, Natriumsilikat, Natriumaluminat, Natriumantimonat, Natriumstannat, Natriumcyanid, Natriumcyanat, Natriumsulfid, Natriumbenzoat, Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat, Trika liumphosphat, Dikaliumphosphat, Kaliumsilicat, Kaliumaluminat, Kaliumantimonat, Kaliumstannat, Kaliumcyanid, Kaliumcyanat, Kaliumsulfid, Lithiumcar- bonat, Lithiumbicarbonat, Trilithiumphosphat, Dilithiumphosphat, Lithiumsilicat, Natrium-oder Kalium äthylendiamintetraacetat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumdicarbonat und dgl., fernerhin wasserlösliche organische Amine, wie Methylamin, Athylamin, Dime thylamin, Pyridin, Morpholin sowie quartäre Ammoniumhydroxyde,
wie Tetramethylammoniumhydroxyd und Benzyltrimethylammoniumbydroxyd, um nur einige Beispiele hierfür aufzuzählen. Tatsächlich eignet sich jedes basische Salz, dessen wässrige Lösung einen pH-Wert von mindestens etwa 8 besitzt.
In ähnlicher Weise kann das Ausgangsmaterial erhalten werden, indem ein Natriumcellulosemonothiocarbonat des cellulosehaltigen Substrats hergestellt und anschliessend mit Bleiacetat oder einem anderen lös- lichen Bleisalz in das Bleiderivat umgewandelt wird.
Dieses Ausgangsmaterial wird dann erfindungsgemäss mit mindestens einem äthylenisch ungesättigten copolymerisierbaren Monomer im Salz-Monomer-Mengenver hältnis zwischen etwa 1 : 2000 und 1000 : 1 und bei einer Monomerkonzentration im Reaktionsmedium zwischen etwa 1 /o bis etwa 100 ouzo umgesetzt. Bei Verwendung eines wässdgen Mediums setzt man ihm, je nach der Löslichkeit des Monomers mehr oder weniger Emulgator zu.
Danach führt man in das System einen peroxydischen Freiradikal-Auslöser ein und lässt die Umsetzung je nach Art des verwendeten Monomers und des gewünschten Endprodukts bei Temperaturen zwischen 0 und etwa 100 C etwa 3 Minuten bis etwa 96 Stunden lang bei Normal-Über-oder Unterdruck fort schreiten.
Im allgemeinen sind die vorstehend beschriebenen Alkalimetallsalze brauchbare Ausgangsstoffe sofern die Copolymerisation ohne wesentlichen Verzug durchgeführt wird. Manchmal ist jedoch die Wahl anderer Ausgangsstoffe von Vorteil, die durch Umwandlung des Alkalimetallmonothiocarbonatsalzes in ein stabileres oder ein reaktionsfähigeres Salz erhältlich sind, oder um ein Endprodukt zu erhalten, das ein speziell gewünschtes Metall, wie etwa Cu, Cr, Co, Ce, Ti, Ni, Bi, Cd, Mn, Sb, Hg, V, Sn, Al, Zn, Zr, Pb, Ca, Mg, U, Fe oder Ag enthält.
So kann man beispielsweise Kupfercelluloseanhydroglukosemonothiocarbonat in der Weise herstellen, dass man eine Kupfersulfat-oder-chloridlösung durch einAlkalimetallcelluloseanhydroglukose- monothiocarbonat hindurch oder darüber hinwegführt.
In ähnlicher Weise gewinnt man Zinkcelluloseanhydroglucosemonothiocarbonat aus Zinkchlorid, Zirkonyloxycelluloseanhydroglucosemonothiocarbonat aus Zirkonyloxychlorid, das Bleimonothiocarbonat aus Bleiacetat und das Eisen (II) monothiocarbonat aus Eisen (II) ammoniumsulfat oder Eisen (II) chlorid, wobei dieses Verfahren besonders dann in Betracht kommt, wenn kein lösliches Hydroxyd oder basisches Salz des gewünschten Metalls existiert oder verfügbar ist.
Die Monothiocarbonierung des alkalifeuchten Celluloseausgangsmaterials erfolgt gewöhnlich in der Weise, dass man zunächst soviel überschüssige Alkalilösung entfernt, dass der entstehende Cellulosekuchen etwa das doppelte bis dreifache Gewicht des ursprüng- lichen Cellulosetrockengewichts behält. Dann bringt man die alkalifeuchte Cellulose unter Normal-oder Überdruck mit Schwefelkohlenstoff in Dampfform, in einem inerten Lösungsmittel gelöst oder in einem System aus Wasser und darin unlöslichem inerten, organischen Lösungsmittel emulgiert, in innige Berüh- rung.
Die in Form eines Alkalimetall-, Erdalkalimetalloder Ammoniumsalzes vorliegende monothiocarbonierte Cellulose oder ihr durch früher beschriebene doppelte Umsetzung erhaltenes Metallsalz wird unmittelbar vor dem Einsuspendieren in eine Emulsion oder Lösung des polymerisierbaren, äthylenisch ungesättig- ten Monomers zwecks Entfernung wasserlöslicher Substanzen gewaschen. Der pH-Wert des Monomers oder seiner Emulsion bzw. Lösung kann im allgemeinen zwischen kleiner als 1 und etwa 8, 0 liegen.
Man kann die Lösung oder Emulsion aber auch auf einen pH-Wert zwischen etwa 1 und 7 puffern, arbeitet aber vorzugsweise je nach der Art des Cellulosemonothiocarbonatsalzes und des zu copolymerisierenden Monomers in einem pH-Wertbereich zwischen etwa 1, 0 und 5, 0.
Die Monomeremulsion oder-lösung vermischt man zweckmässigerweise innig mit einem Peroxyd, wie z. B.
Wasserstoffperoxyd, Ammonium-odr Alkalimetall persulfat oder den früher aufgezählten oder sonstigen als Freiradikal-Auslöser bekannten Stoffen. Die Poly merisation läs, st man bei Temperaturen zwischen 0 und 100 C bei Normal-oder tlberdruck solange fort schreiten, bis das Monomer in gewünschtem Ausmass in das Polymer umgewandelt ist. Die Gesamtpolymeri sationsdauer variiert dabei je nach dem verwendeten
Monomer und der Konzentration der Reaktionspartner und liegt zwischen etwa 3 Minuten und etwa 96 Stunr den.
Die Konzentration des Monomers oder Monomer gemisches im Reaktionssystem, d. h. in der Emulsion oder Lösung kann zwischen etwa 1 und 100 ouzo und die des zugegebenen monothiocarbonierten cellulosehalti gen Materials-auf Reaktionsmedium bezogen-je nach seinem Typ und der Art des gewünschten End- produkts zwischen etwa 0, 05 und etwa 99, 9"/o vari ieren.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Bei spiele näher erläutert, wobei sich alle Teile auf das
Gewicht beziehen, falls nichts anderes angegeben ist.
Diese Beispiele sollen nur erläuternd und keineswegs schutzumfangsbegrenzend wirken.
Beispiel 1
10 Teile trockener, entfaserter, gebleichter Süd- staatenkiefer (southern pine)-Sulfatzellstoff wurden in ein Becherglas gebracht und mit soviel 0, 25 m Natriumsilicatlösung übergossen, bis die Masse voll bedeckt war. Das Gemisch liess man etwa 15 Minuten lang stehen und saugte es anschliessend auf einem Büchner-Trichter auf etwa doppeltes Ausgangszellstoff- gewicht trocken ab.
Die alkalifeuchte Cellulosemasse wurde zerbröckelt und in einen evakuierten Vakuumexsikkator über Schwefelkohlenstoff gebracht. Nach etwa 2 Stunden wurden die auf diese Weise dithiocarbonierten Massekrümel zunächst zwecks vollständiger Entfernung aller, während der Umsetzung gebildeten, wasserlöslichen Produkte auf einem Büchner-Trichter gleichmässig verteilt und mit 300-350 Teilen Wasser gewaschen und d anschliessend in einer zuvor zubereiteten Emulsion aus 9 Teilen Styrol, 1 Teil Acrylnitril, 300 Teilen Wasser, 1, 0 Teil sog. Tween 85 , d. h.
eines Polyoxyäthylen- sorbitantrioleats, und 2, 5 Teilen 30"/oigem Wasser- stoffperoxyd gleichmässig dispergiert. Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Brei aus dem Polymerisationsgemisch entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Trockenprodukt betrug 17, 85 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 89, 6 ouzo entspricht. Langzeitige Extraktion dieses Materials mit Athylentrichlorid ergab, dass 69, 2 /o des zum Polymer umgewandelten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiele 2-7
10 Teile trockener, entfaserter, gebleichter Süd- staatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden mit Hilfe jeweils ausreichender Menge verschiedener, nachstehend auf geführter Alkali-und Alkalisalzlösungen zerfasert und danach gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert und copolymerisiert. Die verwendeten Alkalien und Alkalisalze sowie die erzielten Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle als Beispiele 2-7 aufgefiihrt.
3 i..
Beispiel Alkalisalz Konzentr@ der Alkali theoretiscl Ausbeute nichtextra hierbares
Polymer i@ 2 Natriumhydroxyd 0.5 m 84.3 44.2 3 Natriumsulfid 0. 25 m 88. 5 50. 5 4 Natriumcyanid 0. 25 m 79. 0 78. 4 5 Natriumaluminat 0. 25 m 87. 3 78. 0 6 Natriumcarbonat 0. 25 m 75. 0 68. 5 7 Ammoniumsulfid 0. 25 m 62. 5 86. 1
Beispiel 8
10 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden zunächst mit überschüssiger 0, 25 m Natriumsilicatlösung zerfasert und dann auf einem Büchner Trichter auf mindestens doppeltes Ausgangszellstoffge- wicht abgesaugt.
Der so behandelte Stoff wurde dann gemäss Beispiel 1 eine halbe Stunde lang in einer Schwefelkohlenstoffatmosphäre dithiocarboniert und anschliessend in einer Emulsion aus 10 Teilen Athylacrylat, 300 Teilen Wasser, 0, 5 Teilen Tween 85 und 2, 5 Teilen 30 /oigem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt.
Nach 19stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Stoff herausgenommen, gut mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Trockenprodukt wog 17, 4 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 87, 3 ! o entspricht. Extraktion mit Aceton ergab, dass 74, 3"/o des zum Polymer umgewandelten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 9
10 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden gemäss dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren vorbehandelt und dann in einer Emulsion aus 9 Teilen Acrylnitril, 300 Teilen Wasser, 0, 5 Teilen Tween 85 und 2, 5 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt. Nach 19stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde das Produkt gut mit Wasser ausgewaschen und getrocknet. Das Trockenprodukt wog 14, 98 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 79"/o entspricht. Langdauernde Extraktion mit Dimethylformamid ergab, dass 75, 3 O/o des zum Polymer umgewandelten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 10
10 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden gemäss dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren vorbehandelt und dann in einer Lösung aus 10 Teilen Acrylamid, 100 Teilen Wasser und 3, 5 Teilen 30 /oigem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt. Nach 19stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde das Produkt in 3 Ltr. warmem Wasser dispergiert und auf einem Sieb von 0, 147 mm lichter Maschenweite abgesaugt. Nach gründlichem Auswaschen mit Wasser und Trocknen wog das Produkt 13, 54 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 67, 6 ouzo entspricht. Von dem zum Polymer umgewandelten Monomer war praktisch nichts extrahierbar.
Beispiel 11
Aus 10 Teilen gebleichtem Südstaatenkiefer-Sulfat- zellstoff wurde durch Einweichen in zum Abdecken ausreichender Menge einer 0, 25 m Natriumaluminatlösung ein alkalischer Brei hergestellt und anschliessend gemäss Beispiel 1 dithiocarboniert. Dieses Produkt wurde dann in einer Emulsion aus 10 Teilen Äthylacrylat, 300 Teilen Wasser, 0, 5 Teilen Tween 85 und 2, 5 Teilen 30 /oigem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt. Nach 25stündigem Stehenlassen bei Zimmertemperatur wurde der Stoff aus dem Polymerisationsmedium entfernt, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Trockenprodukt wog 17, 75 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 89 O/o entspricht.
75, 3 O/o des zum Polymer umgewandelten Monomers liessen sich nicht mit Aceton extrahieren.
Beispiel 12
10 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert, mit Wasser gewaschen und abgesaugt und unmittelbar anschliessend und noch auf dem Büchner-Trichter zunächst mit 100 Teilen 0, 06 m Bleiacetatlösung und sofort danach zwecks Entfernung überschüssiger Bleiionen mit 150 bis 200 Teilen Wasser durchgesaugt. Das so gebildete Cellulosedithiocarbonat wurde dann, wie im Beispiel 1 beschrieben, in eine Emulsion aus Styrol und Acrylnitril eingebracht, 24 Stunden lang hierin bei Zimmertemperatur stehengelassen und danach abfiltriert und gründlich mit Wasser gewaschen.
Nach dem Trocknen besass das Produkt ein Gewicht von 17, 7 Teilen, was einer theoretischen Ausbeute von 88, 7"/o entspricht. Eine langdauernde e Extraktion des Produkts in Äthylentrichlorid ergab, dass 81 O/o des zum Polymer umgewandelten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 13
10 Teile trockener, gebleichter Kiefernsulfatzellstoff wurden in ausreichend viel 2"/piger Methylaminlösung zerfasert und dann auf einem Büchner-Trichter auf mindestens doppeltes Ausgangszellstoffgewicht abgesaugt.
Der am ; nbehandelte Stoff wurde dann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert. Das entstehende Produkt wurde mit etwa 300 Teilen Wasser und anschliessend mit 100 Teilen 0, 06 m Aluminiumacetatlösung gewaschen. Das so gebildete Aluminiumcellulosedithiocarbonat wurde mit 150 Teilen Wasser gewaschen und dann in einer Emulsion, gemäss Beispiel 1, gleichmässig dispergiert.
Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Stoff herausgenommen, gut mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 16, 6 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 83"/o entspricht ; 67, 8"/o davon waren nicht mit Athylenchlorid extrahierbar.
Beispiel 14
10 Teile gebleichter Siidstaatenkief¯er-Zellstoff wurden nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert und copolymerisiert.
Nach 21/, stiindiLyem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Stoff abfitriert, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. I) as Trockenprodukt woç 17, 7 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 88, 5 O/o entsprlcht. I) ie. Extraktion mit. Aceton vergab, dass 80, 0 O/o des polymerisierten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 15
10 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Zellstoff wurden nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert und mit der Abwandlung copolymerisiert, dass der Emulsion 1 Teil 10"/oiger Schwefelsäure zugegeben wurde.
Nach 80 Minuten langem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Stoff abfiltriert, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt so 17, 90 Teile Produkt, was einer theoretischen Ausbeute von 89, 5"/o entspricht, 67, 0 O/o waren dabei nicht in Aceton extrahierbar.
Beispiel 16
Aus 10 Teilen gebleichtem Südstaatenkiefer-Sulfat- zellstoff wurde durch Einweichen mit ausreichend viel 0, 25m Ammoniumsulfidlosung ein alkalischer Brei hergestellt und dann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert. Der entstehende Stoff wurde mit etwa 300 Teilen Wasser gut ausgewaschen und danach mit 100 Teilen 0, 06 m Kobalt (II)- chloridlösung behandelt. Das so gebildete Kobalt (II)cellulosedithiocarbonat wurde erneut mit etwa 100 Teilen Wasser gut ausgewaschen und danach in einer Emulsion, gemäss Beispiel 1, gleichmässig aufgeschlämmt.
Nach 22 stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Stoff aus dem Polymerisationsme dium herausgenommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 15, 9 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 79, 6 I/o entspricht. 85, 2 ouzo davon waren nicht extrahierbar.
Beispiel 17
10 Teile ungebleichter Holzschliff wurden in Natri umdithiocarbonat-Holzschliff umgewandelt, der zunächst mit etwa 300 Teilen Wasser gut ausgewaschen und dann zunächst mit 100 Teilen 0, 06 m Eisen (II)ammoniumsulfatlösung und anschliessend zwecks Entfernung überschüssiger Eisen (II) ionen noch einmal mit 150 bis 200 Teilen Wasser behandelt wurde. Das Eisen (II)-Holzschliffdithiocarbonat wurde zu einer Lösung aus 10 Teilen Acrylamid, 200 Teilen Wasser und 2, 5 Teilen Wasserstoffperoxyd zugegeben. Nach 20stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde das Produkt in 1, 5 Ltr. warmem Wasser aufgeschlämmt, wieder abfiltriert, nochmals gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Dabei wurden 15, 0 Teile Produkt erhalten, was einer theoretischen Ausbeute von 75, 0 I/o entspricht.
Es enthielt kein extrahierbares poly merisiertes Monomer.
Beispiel 18
15 Teile trockener, entfaserter, gebleichter Westküstenkiefer-Sulfitzellstoff wurden in eine zum vollständi- gen Bedecken ausreichende Menge von 0, 125 m Natriumhydroxydlösung eingebracht, etwa eine halbe Stunde lang bei Zimmertemperatur stehengelassen und dann auf einem Büchner-Trichter bis auf mindestens doppel- tes Ausgangszellstoffgewicht abgesaugt.
Die alkalifeuchte Cellulose wurde dann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert, in dieser Form in eine Emulsion aus 15 Teilen 2-Cyanäthylacry- lat, 500 Teilen Wasser, 14 Teilen konzentrierter Beckman 3581 7. 0 ph-Pufferlösung, 0, 5 Teilen Tween 85 und 30 Teilen einer 1 ; eigen Ammoniumpersulfatlö- sung aufgeschlämmt und in ihr 24 Stunden lang bei ZimmEertemperatur stehengelassen,.-Das entstandene Produkt wurde aus dem Polymerisationsgemisch entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 27, 2 Teile Produkt erhalten, wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 90, zoo entspricht.
Eine wiederholte, längere Extraktion mit Aceton und Dimethylformamid ergab einen Gewichtsver- lust von etwa 16"/o, während der Rest nicht extrahierbar war.
Beispiel 19
5 Teile gebleichter Westkiistenkiefer-Sulfitzellstoff wurden nach dem in Beispielen 18 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert und unmittelbar nach Waschen mit Wasser und noch auf dem Büchner-Trichter mit 25 Teilen 0, 25 m Eisen (II) ammoniumsulfatlösung durchsaugt, wobei sich durch doppelte Umsetzung das Eisen (II) dithiocarbonat bildete. Es wurde zwecks Entfernung der überschüssigen Eisen (II) ionen zunächst nochmals mit 15G bis 200 Teilen Wasser gewaschen und dann in eine 2-Cyanäthylacrylatemulsion der in Beispiel 18 angegebenen Zusammensetzurng eingebracht und in dieser etwa 3 Stunden lang aufgeschlämmt.
Das abfiltrierte, gewaschene und getrocknete Produkt wog 29, 0 Teile, was einer 93, 5"/oigen Umwand- lung des Monomers in das Polymer auf dem Stoff entspricht. Eine Extraktion dieses Produkts mit Dimethylformamid oder Aceton ergab keinerlei Gewichtsverlust.
Beispiel 20
15 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden dithiocarboniert, danach zwecks Bildung des Eisen (II) dithiocarbonats nach dem in Beispiel 19 beschriebenen Verfahren mit Eisen (II) ammoniumsulfatlösung behandelt, unmittelbar danach zunächst gewaschen und sofort in eine Emulsion aus 500 Teilen Wasser, 14 Teilen Styrol, 1 Teil Acrylnitril, 1 Teil Tween 85 , 25 Teilen 0, 05 m saurem Kaliumphthalat und 2, 5 Teilen 30 /oigem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt, 24 Stunden lang stehengelassen, mit Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet, wobei 29, 3 Teile Produkt erhalten wurden, was einer 95"/oigen Umwandlung des Monomers in der Polymer entspricht.
Langdauemdes Extrahieren mit Trichloräthan ergab einen 20 /oigen Gewichtsverlust, was anzeigt, dass 75"/o des gebildeten Polymers an die Cellulose gebunden sind.
Beispiel 21
Aus 15 Teilen gebleichtem Südstaatenkiefer-Sulfat- zellstoff wurde durch Einweichen in ausreichend viel 0, 25 m Natriumhydroxydlösung ein, alkalifeuchter Zellstoff hergestellt, dithiocarboniert und gemäss Beispiel 19 mittels Eisen (II) ammoniumsulfatlösung zum Eisen (II) dithiocarbonat umgewandelt. Der so modifizierte Zellstoff wurde dann in einer Emulsion aus 500 Teilen Wasser, 15 Teilen Acrylnitril, 20 Teilen 0, 05 m saurem Kaliumphthalat, 0, 5 Teilen Tween 85 und 2, 5 Teilen 30%igem Wasserstoffperoxyd dispergiert, 48 Stunden lang stehengelassen, mit Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet, wobei 22, 2 Teile Produkt erhalten wurden, was einer 48 /oigen Umwandlung des Monomers in das Polymer entspricht. Eine 64 Stunden währende Extraktion mit Dimethylformamid ergab keinerlei Gewichtsverlust.
Beispiel 22
15 Teile gebleichter Harzsulfatzellstoff wurden zunächst dithiocarboniert, dann nach dem in Beispiel 19 beschriebenen Verfahren mit Eisen (II) ammonium sulfatlosung dias Eised ithiocarbollat gewanw delt, anschliessend in eine Emulsion aus 500 Teilen Wasser, 15 Teilen Laurylmethacrylat, 0, 5 Teilen Tween 85 , 30 Teilen 0, 05 m saurem Kaliumphtha- lat, 0, 2 Teilen Tertiärbutylhydroperoxyd und 2, 5 Teilen 30%igem Wasserstoffperoxyd eingebracht. Nach 24-stündigem Stehen wurde das Produkt abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wo 21, 8 Teile Produkt erhalten wurden.
Langdauernde Extraktion mit Dimethylformamid bzw. Dimethylsulfoxyd ergab keinerlei Gewichtsverlust. Die Umwandlung des Monomers betrug unter diesen Bedingungen 45, 3 /o, wovon 100"/o nicht extrahierbar waren.
Beispiel 23
15 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Zellstoff wur- den nach dem in Beispiel 19 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert, danach zwecks Bildung des Eisen (II)- dithiocarbonats mit Eisen (II) ammoniumsulfatlösung behandelt und in einer Lösung aus 150 Teilen Wasser, 15 Teilen Acrylsäure und 2, 5 Teilen 30 /oigem Was serstoffperoxyd, deren pH-Wert durch genügend Tri äthanolamin oder 10 /oige Natronlauge auf 4, 0 eingestellt war, aufschlämmt, Nach 24-stündigem Stehen wurde das Produkt mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 2, 5 angesäuert und abfiltriert.
Die Fasern wurden danach zunächst mit 0, 25"/oiger Salzsäure und dann mit Wasser chloridfrei gewaschen. Die Polymerisa tionsausbeute betrug 19, 8 Teile, was einer 32 folgen Umwandlung des Monomers in nicht extrahierbares Polymer entspricht.
Beispiel 24
15 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff wurden nach dem in Beispiel 19 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert. Nach dem Ausbringen des Stoffs aus der Schwefelkohlenstoffatmosphäre wurde dieser zunächst auf einem Tisch ausgebreitet und etwa 4 Stunden lang, nämlich bis zum Verschwinden der Gelbfärbung, der Luft ausgesetzt.
Erst dann wurde er in etwa 800 Teilen Wasser suspendiert, mittels Büchnertrichter abfiltriert und auf ihm mit Wasser gewaschen. Unmittelbar darauf wurde der gewaschene Brei nach dem im Beispiel 19 beschriebenen Verfahren mit Eisen (II) ammoniumsulfatlösung in das Eisen (II) thiocarbonat umgewandelt und danach in eine Lösung aus 150 Teilen Wasser, 15 Teilen Acrylamid, 25 Teilen 0, 05 m saurem Kaliumphtha- lat und 2 Teile 30 /0igem Wasserstoffperoxyd eingebracht. Nach 12stündigem Stehen wurde das Produkt in 3 Liter Wasser aufgeschlämmt und auf einer Monelmetall-Nutsche von 0, 147 mm lichter Maschenweite abgesaugt.
Nach gründlichem Waschen mit Wasser und Trocknen wurden 27, 3 Teile Produkt erhalten, was einer 82"/oigen Umwandlung des Monomers in nicht extrahierbares Polymer entspricht.
Beispiel 25
15 Teile ungebleichter Holzschliff wurden dithiocarboniert, nach dem in Beispiel 21 beschriebenen Verfahren in das Eisen (II) dithiocarbonat umgewan- delt, danach in einer Emulsion aus 500 Teilen Wasser, 15 Teilen Glycidylmethacrylat, 0, 5 Teilen Tween 85, 20 Teilen 0, 05 m saurem Kaliumphthalat und 2, 5 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt, 24 Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen, mit Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet. Man erhielt so 28, 6 Teile Produkt, was einer 91"/oigen Umwaodtung dss Monomers in das Polymer entspricht, das weder mit Dimethylformamid noch mit Dimethylsulfoxyd extrahierbar war.
Beispiel 26
In einem 600 ml Becherglas wurden 15 Teile Holzwolle 3 Stunden lang in zum völligen Bedecken ausrei chender Menge von 0, 365 m Natronlauge eingeweicht.
Danach wurde die alkalische Flüssigkeit abfiltriert und die feuchte Holzwolle etwa 3 Stunden lang in einem Vakuumexsikkator Schwefelkohlenstoffdämpfen ausgesetzt. Das so dithiocarbonierte Holz wurde zweimal in je 100 Teilen Wasser aufgeschlämmt, abfiltriert, unmit- telbar anschliessend etwa 1 Minute lang in 100 Teilen 1/15 m Eisen (II) ammoniumsulfatlösung aufgeschlämmt und schliesslich in 100 Teilen Wasser eingebracht.
Die so hergestellte Eisen- (II) dithiocarbonatholzwolle wurde abfiltriert, nochmals mit 100 Teilen Wasser gewaschen und dann in einer Emulsion aus 250 Teilen Wasser, 15 Teilen 2-Cyanäthylacrylat, 0, 2 Teilen Tween 85, 15 Teilen konzentrierter Beckmann 3581, ph 7, 0-Pufferlösung und 2, 5 Teilen 30 /oigen Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt. Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde die Holzwolle von der Polymerisationslösung abfiltriert, mit Wasser gewaschen und 48 Stunden lang an der Luft getrocknet. Man erhielt so 7, 25 Teile Produkt, was einer 75 /oigen Umwandlung des Monomers in das Polymer auf der Holzwolle entspricht. Das Polymer war durchweg nicht extrahierbar, weil langdauerndes Extrahieren mit Dimethylformamid keinerlei Gewichtsverlust hervorrief.
Beispiel 27
15 Teile ungebleichter Balsamfichten-Blandon-Sulfitzellstoff wurde nach dem in Beispiel 19 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert, in das Eisen (II) dithiocarbonat umgewandelt und dann in eine Emulsion aus 500 Teilen Wasser, 15 Teilen Styrol, 1 Teil Tween 85 , 40 Teilen 0, 05 m saurem Kaliumphthalat und 2, 5 Teilen 30 /oigem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt und darin 24 Stunden lang belassen. Der so modifizierte Zellstoff wurde herausgenommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 26, 2 Teile Produkt erhalten wurden, was einer 74, 7 /Oigen Umwandlung des Monomers in das Polymer entspricht.
Beim Extrahieren mit Dimethylformamid oder Tri chloräthylen ergab sich ein Gewichtsverlust von etwa 5 o/o.
Beispiel 28
15 Teile gebleichter Westkiistenkiefer-Sulfitzellstoff wurden nach dem in Beispiel 18 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert, mittels 0, 25 m Mangan (II) nitrat anstelle des im Beispiel 19 beschriebenen 0, 25 m Eisen (II) ammoniumsulfats in das Mangan (II) cellulosedi- th, iocarbonat umgewandelt und in eine Emulsion aus 500 Teilen Wasser, 20 Teilen 0, 05 m saurem Ka liumphthalat, 15 Teilen 2-Cyanäthylacrylat, 0, 2 Teilen Tween 85 und 30 Teilen l"/oigem Ammoniumpersul- fat aufgeschlämmt. Nach 93-stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde das Produkt gewaschen und getrocknet und lieferte eine Ausbeute von 24, 7 Teilen.
Beim Extrahieren mit Dimethylformamid trat ein 15'voliger Gewichtsverlust auf.
Beispiel 0, 25 m Behandlungslösung von Jeweils erhaltenes Zellulosedithio-Umwandlung des Nicht exrahierbares carbonatsalz 2-Cyanäthylacry-Polymer in ouzo latmonomers zum
Polymer in /o 29 Kobalt (II) chlorid Kobalt (II) 82 58, 0 30 Magnesiumacetat Magnesium 78 61, 0 31 Zirkonoxychlorid Zirkon 94 83, 5 32 Bleiacetat Blei 96 82, 0 33 Calciumchlorid Calcium 85 65, 0 34 Eisen (III) chlorid Eisen (III) 85 69, 5
Beispiel 29-34
15 Teile gebleichter Westküstenkiefer-Sulfitzellstoff wurden nach dem in Beispiel 18 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert und dann in verschiedene Cellulosedithiocarboniert umgewandelt,
die weiterhin 93 Stunden lang mit einem Polymeriationsgemisch gemäss Beispiel 19 behandelt wurden, ehe sie auf Endausbeute weiterverarbeitet wurden. Einige der so mit verschiedenen Metalldithiocarbonaten erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt :
Beispiel 35
25 Teile ofentrockner gebleichter Südstaatenkiefer- Sulfatzellstoff in Wickelform wurden 15 Minuten lang bei 15 C mit genügender Menge von 0, 25 m Natronlauge bedeckt. Danach wurde der alkalifeuchte Wickel unter solchem Druck durch Gummiwalzen hindurchge- zogen,-dass der feuchte Brei samt = zurückbleibender Lauge etwa 250 ouzo seines ursprünglichen Trockengewichtes wog.
Der so alkalifeuchte Wickel wurde dann in einen, Vakuumexsikkator über Schwefelkohlenstoff eingebracht und nach Evakuieren auf etwa 600 mm Hg-Säule etwa 2 Stunden auf 50 C gehalten. Der hierbei entstehende Dithiocarbonatzellstoff wurde in 800 Teilen Wasser dispergiert, mittels Büchnertrichter abfiltriert, auf ihm zunächst mit 500 Teilen Wasser und danach mit 100 Teilen 0, 06 m Eisen (II) ammoniumsulfathexahydratlösung übergossen und durchsaugt.
Schliesslich wurde noch zwecks Entfernung von über schüssigen Eisen (II) ionen etwa 1 Minute lang mit etwa 800 Teilen Wasser nachgewaschen. Der feuchte Eisen (II) cellulosedithiocarbonatzellstoff, dessen Gewicht jetzt etwa das vierfache des trockenen Ausgangszellstoffs betrug, wurde in einem 2 Liter Parr-Autoklaven überführt, der bereits 40 Teile 0, 05 m saure Kalium phthalatlösung, 2 Teile des als < xTween 80 : a gehandelten Polyoxyäthylensorbitanmonooleat, 1-Teil n-Dodecan- thiol und 500 Teile Wasser enthielt und mit Stickstoff durchgespült war.
Der Autoklav wurde dann verschlossen, unter laufendem Rühren und unter Druck zunächst mit 75 Teilen Butadien und anschliessend mit einer Katalysatormischung gefüllt, die aus 0, 25 Teilen Tertiärbutylhydroperoxyd, 5 Teilen 30"/oigen Wasser- stoffperoxyd und 2 Teilen in 20 Teilen Wasser aufge löstem Ammoniumpersulfat bestand. Nachdem das System auf einen Stickstoffdruck von etwa 14, 1 kg/ cm2 gebracht worden war, liess man die Polymerisation etwa 24 Stunden lang bei 75 C fortschreiten, wobei ein Druckabfall auf 9, 84 kg/cm2 eintrat. Das Endprodukt wurde zunächst gut mit heissem Wasser und danach mit Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet, wodurch eine Ausbeute von 29 Teilen erhalten wurde.
Beispiel 36
25 Teile ofentrockener gebleichter Südstaatenkiefer-Sulfatzellstoff in Wickelform wurden dithiocarboniert, nach dem in Beispiel 35 beschriebenen Verfahren in das Eisen (II) dithiocarbonat umgewandelt und dann in einen 2 Liter Parr-Autoklaven eingebracht, der zuvor mit 500 Teilen Wasser, 2 Teilen des als Tween 20 gehandelten Palyoxyathylensorbitanmono- laurats und 40 Teilen eines ph 3, 0 Pufferlösung aus saurem Kaliumphthalat und Salzsaure gefüllt und mit Stickstoff durchspült war.
Dann wurden bei laufendem Rühren und unter einem Druck von 14, 1 kg/cmP 84 Teile Vinylchlorid und eine Katalysatorlösung aus 0, 25 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd und 0, 25 Teilen Tertiärbutylwasserstoffperoxyd in 20 Teilen Wasser in das Reaktionsgefäss eingegeben. Dann liess man das Gemisch etwa 18 Stunden bei etwa 32 C ausreagieren wobei der Gefässinnendruck auf 3, 52 kg/cm2 abfiel.
Das Endprodukt wurde zunächst gut mit heissem Wasser und danach mit Aceton gewaschen und schliesslich getrocknet, wobei Fasermaterial in einer Ausbeute von 41, 8 /o anfiel.
Beispiel 37
10 Teile trockener, entfaserter, gebleichter Süd- staatenkiefer-Sulfatzellstoff wurde mit ausreichend viel 0, 4 m Natronlauge überdeckt und in ihr einige Minu- ten bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Danach wurde er auf einem Büchnertrichter soweit abgesaugt, dass der alkalifeuchte Zellstoff mindestens 100 /o seines Gewichts an Natronlauge enthielt. In diesem Zustande wurde er dann nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert.
Dieses aus Natriumcellulosedithionat bestehende Zwischenprodukt wurde zunächst gut mit Wasser ausgewaschen, und danach mittels überschüssiger 0, 06 m Trimethylsulf oniumjodidlösung in Trimethylsulfoniumcellulosedithio carbonat-Zellstoff umgewandelt, der seinerseits wieder mit Wasser gut ausgewaschen und anschliessend in einer gemäss Beispiel 1 hergestellten Emulsion dispergiert wurde.
Nach etwa 18stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entfernt, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 17, 4 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 87, 5 /o entspricht, von der 66, 3 O/o nicht extrahierbar waren.
Beispiel 38
10 Te'le gebleichter Südstaatenkiefer-Zellstoff wurden nach dem in Beispiel 37 beschriebenen Verfahren dithiocarboniert, in das Trimethylsulfoniumsalz umge wandelt und dann in einer Emulsion aus 10 Teilen Athylacrylat, 300 Teilen Wasser, 0, 5 Teilen Tween 85 und 2, 5 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd auf geschlämmt.
Nach etwa 18 stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde das Produkt gut mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt so 17, 1 Teile Trockenstoff, was einer Ausbeute von 85, 5 /o entspricht.
Durch langdauerndes Extrahieren mit Aceton konnten nur 23 /o des in Polymer umgewandelten Monomers extrahiert werden.
Beispiel 39
10 Teile gebleichter Südstaatenkiefer-Zellstoff wurden nach dem in Beispiel 37 beschriebenen Verfahren in das Trimethylsulfoniumcellulosedithiocarbonat umgewandelt und dann in einer Emulsion aus 0, 9 Teilen Acrylnitril, 300 Teilen Wasser, 0, 5 Teilen Tween 85 und 2, 5 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd aufge schlämmt.
Nach etwa 18stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der modifizierte Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entfernt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 15, 9 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen, Ausbeute von 82, 5 zozo entspricht. Die Extraktion mit Dimethylformamid ergab, dass 77, 9"/o des in das Polymer umgewandelten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 40
10 Teile des gemäss Beispiel 37 hergestellen Tri methylsulfoniumcellulosedithiocarbonat-Zellstoffs wurden in einer Lösung aus 10 Teilen Acrylamid, 150 Teilen Wasser und 2, 5 Teilen 30%igem Wasserstoff peroxydlösung dispergiert.
Nach etwa 18stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde das Produkt in 3 Liter Wasser aufge schlämmt und in einem Büchnertrichter über einem Sieb von 0, 147 mm lichter Maschenweite abfiltriert.
Nach wiederholtem Waschen mit Wasser und Trocknen wog das Endpordukt 12, 6 Teile, was einer theoretischen Ausbeute von 63, 0"/o entspricht.
Die Verwendbarkeit der nach dem erfindungsge- mässen Verfahren gemäss vorstehenden Beispielen er haltenen Cellulosedithiokohlensäurederivate ist ohne weiteres ersichtlich. Es werden nämlich cellulosehaltige Materialien mit ungewöhnlich hoher Dimensionsbe- ständigkeit und Bakterienfestigkeit und mit verbesserten elektrischen Eigenschaften erhalten. In allen Fällen lassen sich neuartige Uberziige und/oder tiefliegende Imprägnierungen mit cellulosehaltigen Materialen erzielen. Einige der neuen Cellulosepolymere sind fur spezielle Verwendungszwecke, wie etwa faserförmige lonenaustauschstoffe geeignet.
Beispielsweise sind Copolymere, die sich von Monomeren mit sauren Gruppen, wie Acrylsäure, ableiten, kationenaktiv und solche, die von mit Amingruppen besetzten Monomeren, wie etwa den früher aufgezählten Methacrylsäureestern von Aminoalkoholen stammen, anionenaktiv. Die faserförmige Natur der ionenaustauschaktiven Celluloseprodukte macht sie besonders für solche Anwendungszwecke, wie Menstruationsbinden und-tampons oder Metallionenspül- mittel, um nur einige Beispiele zu nennen, brauchbar.
DiefaserförmigenEigenschafteneinigerdieserneuen Copolymere machten sie besonders zur Herstellung von Papier und nichttextil verbundenen Stoffen inter essant. Durch richtige Auswahl çdes Monomers wodser Monomergemisches lassen sich die Eigenschaften des Endprodukts weitgehend variieren. So besitzt z. B. ein Copolymer aus Stearylmethacrylat wasserabstossende oder ein solches aus Acrylsäure wasserabsorbierende Eigenschaften. Darüberhinaus wirken Copolymere aus Acrylsäure weitgehend blutstillend.
Ganz allgemein können all die Materialien erfin dungsgemäss behandelt werden, die etwa 2 bis 100 ouzo Cellulosefasern enthalten. Das Verfahren lässt sich auch zur Behandlung von Holz in Form von Brettern, Stangen oder Bauholz verwenden.
Beispiel 41
10 Teile getrockneter, gebleichter Kiefern-Sulfatzellstoff wurden in einer ausreichenden Menge einer 2"/oigen Natronlauge zerfasert und auf einem Büchner- trichter so stark abgesaugt, dass in ihm mindestens 100"/o seines Eigengewichtes an Alkalilösung zurückblieb. Dieses alkalische Celluloseausgangsmaterial wurde zerkrümmelt und in einem Gastrockenturm eingebracht, dessen Auslass zwecks Erhaltung eines leichten Gasüberdrucks im Turminneren an eine Quecksilbersperre angeschlossen war.
An den Turmeinlass wurde dann ein mit Schwefelkohlenstoff gefüllter Zylinder angeschlossen und aus ihm sowiel Schwefelkohlenstoff durch das System durchgeleitet, dass die Luft aus demTurm verdrängt und in ihm über dem alka lihaltigen Zellstoff ein leichter CS2-tSberdruck verblieb. Nach etwa 15 Minuten währendem CS2-Behan- deln wurde das Natriumcelluloseanhydroglukosemonothiocarbonat zunächst mit etwa 300 Teilen Wasser gut ausgewaschen und dann in einer zuvor bereiteten Emulsion aus 300 Teilen Wasser, 9 Teilen Styrol, 1 Teil Acrylnitril, 0, 5 Teilen Tween 85 und 3 Teilen 30 /oigen Wasserstoffperoxyd gleichförmig aufgeschlämmt.
Nach etwa 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der modifizierte Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entfernt, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 16, 2 Teile Zellstoffpro- dukt erhalten wurden, was einer theoretischen Aus- beute von 80, 5 O/o entspricht. Langdauernde Extraktion des Materials mit Athylentrichlorid ergab, dass 85, 3 O/o des in Polymer umgewandelten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 42
10 Teile trockener, gebleichter Kiefern-Sulfatzellstoff wurden in ausreichend viel l"/oiger Natronlauge zerfasert und dann auf einem Büchnertrichter so stark abgesaugt, dass in ihm mindestens 100 ouzo seines Eigengewichtes zurückblieb. Dieser alkalihaltige Zellstoff wurde dann nach dem im Beispiel 41 beschriebenen Verfahren thiocarboniert. Das enstandene Natriumcelluloseanhydroglucosemonothiocarbonat wurde zunächst mit etwa 300 Teilen Wasser und anschliessend mit 25 Teilen 0, 25 m Bleiacetatlöung, die mit 75 Teilen Wasser verdünnt worden war, durchspült.
Der so erhaltene Bleicelluloseanhydroglucosemonothiocarbonat-Zellstoff wurde zunächst mit etwa 150 Teilen Wasser gewaschen und dann in einer Emulsion, gemäss Beispiel 41 gleichförmig aufgeschlämmt. Nach etwa 24stündigem Stehen wurde der modifizierte Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entfernt, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 16, 7 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 83, 5 /o entspricht. Wiederholtes Extrahieren mit Athylentrichlorid ergab, dass 90, 3"/o des polymerisierten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 43
10 Teile trockener, gebleichter Kiefer-Sulfatzellstoff wurden in ausreichend viel 4"/oiger Natronlauge zerfasert und dann auf einen Büchnertrichter nur soweit abgesaugt, dass mindestens 100"/o des Ausgangszellstoffgewichts in Alkalilösung zurückblieb. Diese alkalische Cellulose wurde dann gemäss Beispiel 41 thiocarboniert. Das entstandene Zwischenprodukt wurde zunächst mit etwa 300 Teilen Wasser und anschliessend mit 25 Teilen einer 0, 25 m Aluminiumacetatlö- sung durchspült, der 75 Teile Wasser zugesetzt waren.
Das hierdurch gewonnene Aluminiumcelluloseanhydroglukosemonothiocarbonat wurde mit etwa 150 Teilen Wasser gewaschen und anschliessend in einer zuvor bereiteten Emulsion aus 300 Teilen Wasser, 10 Teilen Athylacrylat, 0, 5 Teilen Tween 85 und 3 Teilen 30 /oigem Wasserstoffperoxyd gleichmässig aufgeschlämmt.
Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der modifizierte Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 14, 9 Teile Zellstoffprodukt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 74, 5"/o entspricht. Wiederholtes Extrahieren mit Dimethylformamid ergab, dass 66, 2 ouzo des polymerisierten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 44
10 Teile gebleichter Westkiistenkiefer-Sulfitzellstoff wurden gemäss Beispiel 42 thiocarboniert. Dieses Zwischenprodukt wurde anschliessend zunächst mit etwa 300 Teilen Wasser behandelt und danach mittels 100 Teilen 0, 06 m Eisen (II) ammoniumsulfatlösung in das Eisen (II) celluloseanhydroglukosemonothiocarbonat umgewandelt, das seinerseits wiederum zunächst mit etwa 150 Teilen Wasser gewaschen und danach in einer Emulsion aus 300 Teilen Wasser, 10 Teilen 2 Cyanäthylacrylat, 10 Teilen Beckman 3581 ,-pH 7, 0-Pufferlösung, 0, 5 Teilen Tween 85 und 30 Teilen einer 1 /oigen Ammoniumpersulfatlösung aufgeschlämmt.
Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der modifizierte Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 18, 8 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 940/o entspricht. Extraktion mit Aceton ergab, dass 91, 3 /o des polymerisierten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 45
10 Teile trockener, gebleichter Kiefern-Sulfatzellstoff wurden in ausreichend viel 1, 5 /oiger Triäthyl- aminlösung zerfasert und auf einem Büchnertrichter nur soweit abgesaugt dass mindestens 100 ouzo des Ausgangszellstoffgewichts an Aminlösung zurückblieben.
Der so alkalibehandelte Zellstoff wurde danach in einen Gastrockenturm überführt und in ihm nach dem in Beispiel 41 beschriebenen Verfahren behandelt und copolymerisiert.
Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Zellstoff aus den Polymerisationsmedium entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 15, 1 Teile Zellstoffprodukt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 75, 5 /o entspricht. Die Extraktion mit Athylentrichlorid ergab, dass 81, 3 O/o des polymerisierten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 46
10 Teile trockener, gebleich, ter Kiefern¯Sulfatzell- stoff wurden in ausreichend viel 1, 5 /0iger Natronlauge zerfasert und dann auf einem Büchnertrichter nur soweit abgesaugt, dass in ihm mindestens 100 ouzo des Ausgangszellstoffgewichts an Alkalilösung zuruckblieb.
Der so alkalibehandelte Zellstoff wurde zunächst thiocarboniert, dann gemäss Beispiel 44 in das Eisensalz überführt und weiterhin in einer Lösung aus 100 Teilen Wasser, 10 Teilen Acrylamid, 30 Teilen 0, 05 m saurer Kaliumphthalatlösung und 2, 5 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd aufgeschlämmt. Nach etwa 24stünF digem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 16, 0 Teile Zellstoffprodukt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 80"/o entspricht, die zu 100 ouzo nicht extrahierbar war.
Beisp, iel 47
10 Teile trockener, gebleichter Kiefern-Sulfatzellstoff wurden in ausreichend viel 3, 0"/piger Natronlauge zerfasert und dann auf einem Büchnertrichter nur soweit abgesaugt, dass in ihm mindestens 100 /o des Ausgangszellstoffgewichts an Alkalilösung zurückblieb.
Dieser alkalische Zellstoff wurde gemäss Beispiel 41 thiocarboniert und danach zunächst gut mit etwa 300 Teiln Wasser und anschliessend mit 100 Teilen 0, 06 m Zinkacetatlösung durchspült. Das so entstanm dene Zinkcelluloseanhydroglukosemonothiocarbonat seinerseits wurde gut mit etwa 150 Teilen Wasser gewaschen und dann in einer Emulsion gemäss Beispiel 41 gleichmässig aufgeschlämmt.
Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der modifizierte Zellstoff entnommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 15, 8 Teile Zell stoffprodukt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 76 /o entspricht. Extraktion mit Athy lentrichlorid ergab, dass 82, 7 ouzo des polymerisierten Monomers nicht extrahierbar waren.
Beispiel 48
10 Teile gebleichter Westlciistenkiefer-Sulfitzellstoff wurden gemäss Beispiel 42 in thiocarbonierte Fasern ; umgewandelt und das entstandene Produkt wurde zunächst mit etwa 300 Teilen Wasser und anschliessend mit 100 Teilen 0, 06 m Eisen (II) ammoniumsulfatlösung g durchspült. Das so gebildete Eisen (II) celluloseanhydroglukosemonothiocarbonat wurde mit etwa 150 Teilen Wasser gewaschen und danach in einer Emulsion aus 300 Teilen Wasser, 10 Teilen Acrylnitril, 0, 5 Teilen Tween 85 , 35 Teilen 0, 05 m saurem Natriumphthalat und 2, 5 Teilen 30 /0igem Wasserstoffperoxyd gleichmässig aufgeschlämmt.
Nach 24stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde der modifizierte Zellstoff aus dem Polymerisationsmedium entnommen, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei 17, 3 Teile Produkt erhalten wurden, was einer theoretischen Ausbeute von 86, 5"/o entspricht. 74"/o des polymerisierten Monomers waren mit Dimethylformamid nicht extrahierbar.
Beispiel 49-53
Proben aus je 10 Teilen gebleichtem Kiefern-Sulfatzellstoff wurden in jeweils ausreichenden Mengen verschiedener Alkali-und Alkalisalzlösungen zerfasert und danach gemäss Beispiel 41 thiocarboniert und copolymerisiert. Die verwendeten Alkalien und Alkalisalze sowie die erzielten Ergebnisse sind in nachste- hender Tabelle als Beispiel 49 bis 53 aufgeführt.
o
T!.SsM'KSS 3! Beispi@ d.alka Ausbe in % nicht e hierba Polym 49 Ammoniumhydroxyd 1,2 m 79,5 79,2 50 Natriumsilicat 0, 25 m 89, 0 77, 4 51 Natriumsulfid 0, 25 m 88, 7 75, 5 52 Natriumcyanid0, 25m70, 876, 3 53 Natriumcarbonat 0, 43 m 64, 0 77, 3
Aufgrund der erfindungsgemässen Umsetzung von Monothiocarbonatderivaten der Cellulose können cel lulosehaltige Materialien mit ungewöhnlich hoher Dimensionsbestandigkeit und Bakterienfestigkeit und mit verbesserten elektrischen Eigenschaften erhalten werden. In allen Fällen lassen sich neuartige Überzüge und/oder Imprägnierungen mit cellulosehaltigen Materialien erzielen.
Einige der neuen Cellulosecopolymere sind für spezielle Verwendungszwecke, wie etwa faserförmige Ionenaustauschstoffe geeignet. Beispielsweise sind Copolymere, die sich von Monomeren mit sauren Gruppen, wie Acrylsäure, ableiten, kationenaktiv, und solche, die von mit Amingruppen besetzten Monomeren, wie etwa den früher aufgezählten Methacrylsäureestern von Aminoalkoholen stammen, anionenaktiv.
Die faserförmige Natur der ionenaustauschaktiven Celluloseprodukte macht sie besonders für solche Anwen dungszwecke, wie Menstruationsbinden und Tampons oder Metallionenspülmittel, um nur einige zu nennen, brauchbar. Die faserförmigen Eigenschaften einiger dieser neuen Copolymere macht sie für die Industrie von Papier und nichttextil verbundenen Stoffen besonders interessant. Die aus copolymerisierter Cellulose hergestellten Folien sind als solche wertvoll. Durch richtige Auswahl des Monomers oder Monomergemisches lassen sich die Eigenschaften des Endprodukts weitgehend variieren. So besitzt z. B. ein Copolymer aus Stearylmethacrylat wasserabstossende, ein solches aus Acrylsäure wasserabsorbierende Eigenschaften.
Darüberhinaus wirken Copolymere aus Acrylsäure weitgehend blutstillend.
Das Verfahren lässt sich auch zur Behandlung von Holz in beliebiger Form, z. B. Brettern, Stangen oder Bauholz verwenden.