CS240181B1 - A method of preparing cationic hsmicelluloses - Google Patents

A method of preparing cationic hsmicelluloses Download PDF

Info

Publication number
CS240181B1
CS240181B1 CS838303A CS830383A CS240181B1 CS 240181 B1 CS240181 B1 CS 240181B1 CS 838303 A CS838303 A CS 838303A CS 830383 A CS830383 A CS 830383A CS 240181 B1 CS240181 B1 CS 240181B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
aqueous
hemicelluloses
solution
potassium hydroxide
cationic
Prior art date
Application number
CS838303A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS830383A1 (en
Inventor
Miroslav Antal
Anna Ebringerova
Ivan Simkovic
Original Assignee
Miroslav Antal
Anna Ebringerova
Ivan Simkovic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Antal, Anna Ebringerova, Ivan Simkovic filed Critical Miroslav Antal
Priority to CS838303A priority Critical patent/CS240181B1/en
Publication of CS830383A1 publication Critical patent/CS830383A1/en
Publication of CS240181B1 publication Critical patent/CS240181B1/en

Links

Landscapes

  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Vynález sa týká přípravy katiónaktívných hemicelulóz. Podstata přípravy spočívá v tom, že na delignifikovaný dřevný materiál aktivuje 3,5 až 25 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 3θ % vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 po dobu 3θ až 120 min, žatým sa alkyluje 10 až 50 % vodným alebo etanolickým roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 40 az 70 °C po dobu 1 až 4 h pri váhovom pomere delignifikovaný dřevný materiál: hydroxid sodný alebo hydroxid draselný: alkylačné Činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikovaného materiálu sa ziskajú extrakciou vodou a 5,až 10 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo draselného. Vynalez má použitie v priemysle celulózo-papierenskom, textilnom, chemickom a farmaceutickom.The invention relates to the preparation of cationically active hemicelluloses. The essence of the preparation is that the delignified wood material is activated with a 3.5 to 25% aqueous sodium hydroxide solution or a 5 to 3θ% aqueous potassium hydroxide solution at a temperature of 15 to 30 for a period of 3θ to 120 min. 40 to 70 °C for 1 to 4 h at a weight ratio of delignified wood material: sodium hydroxide or potassium hydroxide: alkylating agent 1: 0.3 to 1.5: 0.7 to 3.0 and are obtained from the modified material by extraction with water and a 5. to 10% aqueous solution of sodium or potassium hydroxide. The invention has applications in the pulp and paper, textile, chemical and pharmaceutical industries.

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy katiónaktívnych hernícelulóz.The invention relates to a process for the preparation of cationic hercelluloses.

Doterajšie postupy přípravy katiónaktívnych hemicelulóz sa zakladajú na pósobení alkanolamínov a epichlorhydrinu v alkalickom prostředí na preparáty hemicelulóz, izolované z roznych zdrojov ako sú odpadové luhy pri várke dřeva,spracovaní buničiny /V3 pat. 3 832 313; US pat. 3 833 527 7. Izolácia hemicelulóz z efluentov, vznikajúcich pri várke dřeva, bielení a zušlechťovaní buničiny a mercerizácii buničiny v procese výroby viskózových vlákien, je energeticky náročná pre ich nízku koncentráciu v uvedených roztokoch. Z drevnej hmoty sa hernícelulózy izolujú posobením zriedených roztokov alkálií len vo velmi nízkých výťažkoch, značné kontaminované.lignínom. Vyššie výtažky a čisto., ta hemicelulóz sa dosiahne len po predchádzajúcej delignifikácii. Z týchto dovodov nie sú hemicelulózy v Širšom meradle komerčně dostupné, ich cena je v porovnaní k celulóze a škrobu mnohonásobné vyššia a preto pre přípravu derivátov nevýhodná.The prior art processes for the preparation of cationic hemicelluloses are based on the interaction of alkanolamines and epichlorohydrin in an alkaline environment on hemicellulose preparations isolated from various sources such as waste liquors in a batch of wood, pulp processing / V3 pat. 3,832,313; US Pat. 3. Isolation of hemicelluloses from wood-based effluents, bleaching and pulp refinement, and pulp mercerization in the process of producing viscose fibers is energy intensive because of their low concentration in said solutions. Hercellulose is isolated from the wood mass by impregnating dilute alkali solutions only in very low yields, largely contaminated with lignin. Higher yields and purely hemicelluloses are only achieved after previous delignification. Of these reasons, hemicelluloses are not commercially available on a wider scale, their cost is many times higher compared to cellulose and starch and therefore disadvantageous for the preparation of derivatives.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje navrhovaný sposob přípravy katiónaktívnych hemicelulóz, ktorého podstata spočívá v tom, že sa ako východiskový materiál použije delignifikovaný dřevný materiál, ktorý sa po aktivácii 3»5 až 25 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 % vnikným. roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 30 až 120 minut za stálého miešania alkyluje posobením 10 až 50 % vodného alebo etanolického roztoku 3-Chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri váhovom pomere delignifikovaný dřevný materiál í hydroxid sodný alebo hydroxid draselný : alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 pri teplote 40 °G a po dobu 1 až 4 h. Reakcia sa zastaví přidáním 0 až 96 % vodného alkoholu· a modifikovaný materiál sa premyje vodou alebo 70 až 90 % vodným alkoholom do neutrálněj reakcie, připadne sa neutralizuje zriedeným vodným roztokom kyseliny chlorovodíkovéj· Z vodnýchThe above-mentioned disadvantages are substantially eliminated by the proposed process for the preparation of cationic hemicelluloses, which is based on the use of a delignified wood material as starting material, which, after activation with a 3-5% aqueous sodium hydroxide solution or a 5-30% intrusion. with a solution of potassium hydroxide at a temperature of 15 to 30 ° C for 30 to 120 minutes, with stirring, alkylating with 10 to 50% aqueous or ethanolic solution of 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride at a weight ratio delignified wood material or sodium hydroxide or potassium hydroxide: reagent 1: 0.3 to 1.5: 0.7 to 3.0 at 40 ° C and for 1 to 4 h. The reaction is stopped by adding 0 to 96% aqueous alcohol and the modified material is washed with water or 70 to 90% aqueous alcohol until neutral, optionally neutralized with dilute aqueous hydrochloric acid.

- 2 240 181 premývacích roztokov sa po ich zahuštění na jednu desatinv. póvodného objemu katiónaktívne hemicelulózy vyzrážajú v dvojnásobnom objemovom množstve 96 % etylalkoho.lu a ďalej premývajú 70 až 90 % vodným etylalkoholom a vysušia. Z modifikovaného dřevného materiálu, premývaného etylalkoholom sa získajú extrakcioi’ vodou a 5 až 10 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného.- 2 240 181 wash solutions are concentrated to one tenth after concentrating. of an initial volume of cationic hemicellulose precipitated in a double volume of 96% ethyl alcohol and further washed with 70-90% aqueous ethyl alcohol and dried. Extraction with water and a 5 to 10% aqueous solution of sodium or potassium hydroxide is obtained from the modified wood material washed with ethyl alcohol.

Výhodou navrhovaného spósobu přípravy katiónaktívnych hemice lulóž oproti iným spósobom je, že předmětný sposob je ekonomicky efektivnější, pretože ako surovinu používá hemicelulózy neizolova né, přítomné v buničinách holocelulózového typu a iných vysokovýtažkových buničinách, dřevných pilinách delignifikovaných spósobom přípravy holocelulózy na vysoký obsah hemicelulóz /ΐ. E. Timell: Adv. Carbohydrate Chem. 255 (1964}/. Získá sa tak 70 až 90 % přítomných hemicelulóz s vlastnosťami silné bázického iónomeniča o výmennej kapacitě 0,5 až 1,5 mmol/g extrakciou vodou a zriedenými alkáliami. Extrakčný zbytok představuje katiónaktívny celulózový materiál· o výmennej kapacitě 0,1 až 0,5 mmol/g. Sposob umožňuje využitie odpadov z chemického a mechanického spra covania dřeva, odpady z výroby buničín a zo spracovania jednoročných rastlín (kukuřičné oklasky, sláma a pod.).An advantage of the proposed method of preparing cationic hemicellulosic pulp compared to other methods is that the present method is economically more efficient because it uses non-insulated hemicelluloses, present in holocellulosic-type pulp and other high-yield pulp, delignified cellulosic-delignified wood pulp. E. Timell: Adv. Carbohydrate Chem. 255 (1964)], yielding 70 to 90% of the present hemicelluloses with strong basic ion-exchange properties having a exchange capacity of 0.5 to 1.5 mmol / g by extraction with water and dilute alkali. , 1 to 0.5 mmol / g. The method allows the use of wastes from chemical and mechanical processing of wood, wastes from pulp production and from the processing of annual plants (corn cob, straw, etc.).

Příklad 1Example 1

Vzduchosuchá holocelulóza bukových pilin (5 kg) s obsahom hemicelulóz 46,2 % sa aktivuje pósobením 41,3 1 3,5 % vodného roztoku hydroxidu sodného za miešania pri teplote 15 °0 po dobu 30 minút. Potom sa za stálého miešania alkyluje 7,5 1 50 % vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 40 °G po dobu 4 h. Po tejto době sa modifikovaná holocelulóza odfiltruje a premyje vodou dojneutrálnej reakcie, ďalej 96 % etylalkoholom a volné vysušx na vzduchu. Z vodného roztoku po jeho zahuštění na jednu desatinu póvodného objemu sa vyzrážajú přidáním dvojnásobného objemu 96 % etylalkoholu katiónaktívne vodorozpustné hemicelulózy, ktoré sa ešte premývajú 70 až 90 % vodným etylalkoholom a vysušia nad oxidom fosforečným. Ich výtažok je 19,7 % s obsahom dusíka 0,86 %'» Následnou extrakciou 5 % vodným roztokom hydroxidu sodného pri hydromodule 1 : 10 po dobu 2 h sa získajú alkalirozpustné katiónaktívne hemiceluló.zy vo výtažku 11,2 % s obsahom dusíka 0,64 %· Celulózový zbytok má obsah dusíka 0,15 %·Air-dry holocellulose beech sawdust (5 kg) with a hemicellulose content of 46.2% is activated by multiplying 41.3 l of a 3.5% aqueous sodium hydroxide solution with stirring at 15 ° 0 for 30 minutes. Then, with stirring, 7.5 L of a 50% aqueous solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride is alkylated at 40 ° C for 4 h. After this time, the modified holocellulose is filtered off and washed with water of the post-neutral reaction, followed by 96% ethyl alcohol and free air drying. Cationic water-soluble hemicelluloses are precipitated from the aqueous solution after concentration to one-tenth of the original volume by addition of twice a volume of 96% ethyl alcohol, which is further washed with 70 to 90% aqueous ethanol and dried over phosphorus pentoxide. Their yield is 19.7% with a nitrogen content of 0.86%. Subsequent extraction with 5% aqueous sodium hydroxide in a 1: 10 hydromodule for 2 h gives alkali-soluble cationic hemicelluloses in a yield of 11.2% with a nitrogen content of 0. , 64% · Cellulose residue has a nitrogen content of 0.15% ·

Příklad 2 240 ιβιExample 2 240 ιβι

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východisková surovina použije polobuničina s obsahom hemicelulóz 14,0 %, ktorá sa aktivuje 6,4 1 5 % vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu 120 minút a následné alkyluje 37,5 1 10 % vodného roztoku 3-chlór-2-hydroxypropyltri metylamóniumchloridu pri teplote 60 °C po dobu 4 h. Reakcia sa zastaví přidáním 5 % vodného roztoku kyseliny chlórovodíkovej do neutrálněj reakcie· Výtažok vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je 9,6 % s obsahom dusíka 1,04 % a alkalirozpustných 2,5 % s obsahom dusíka 0,74 %· Celulózový zbytok má obsah dusíka 0,30The procedure is as in Example 1 except that a semi-pulp having a hemicellulose content of 14.0% is used as the starting material, which is activated with 6.4 1 of 5% aqueous potassium hydroxide solution at 30 ° C for 120 minutes and subsequently alkylated 37.5 L of a 10% aqueous solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride at 60 ° C for 4 h. The reaction is stopped by adding a 5% aqueous hydrochloric acid solution to the neutral reaction. The yield of water-soluble cationic hemicelluloses is 9.6% with a nitrogen content of 1.04% and alkali-soluble 2.5% with a nitrogen content of 0.74% · The cellulose residue has a nitrogen content of 0 30

Příklad 3Example 3

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa ako východisková surovina použije holocelulóza smrekových pilin s obsahom hemicelulóz 45,9 %, ktorá sa aktivuje 4,9 1 25 % vodného roztoku hydroxidu sodného pri teplote 15 °C po dobu 2 h a alkyluje 31 1 50 % etanolického roztoku 3-chlor-2-hydroxypro— pyltrimetylamoniumchloridu pri teplote 70 °G po dobu 1 h, Reakcia sa zastaví přidáním 65 1 96 % etylalkoholu, modifikovaný materiál sa premýva do neutrálněj reakcie 80 % vodným etylakoholom, Bxtrakciou vodou pri hydromodule 1 :10 po dobu 2 h sa získajú vodorozpustné katiónaktívne hemicelulózy vo výtažkuThe procedure is as in Example 1 except that the starting material is holocellulose spruce sawdust with a haemicellulose content of 45.9% which is activated with 4.9 l of a 25% aqueous sodium hydroxide solution at 15 ° C for 2 h and alkylated 31 L of a 50% ethanolic solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride at 70 ° C for 1 h. The reaction is stopped by adding 65 L of 96% ethyl alcohol, washing the modified material to neutral with 80% aqueous ethyl alcohol. hydromodule 1: 10 for 2 h to obtain water-soluble cationic hemicelluloses in the extract

21,5 % a obsahom dusíka 2,3 % a následnou extrakciou 10 % vodným roztokom hydroxidu draselného sa po dialýze alkálií a lyofilizácii získá 14,4 % alkalirozpustných katiónaktívnych hemicelulóz, s obsahom dusíka 0,85 %· Celulózový zbytok má obsah dusíka 0,45 %·21.5% and a nitrogen content of 2.3%, followed by extraction with 10% aqueous potassium hydroxide solution, after alkali dialysis and lyophilization, 14.4% of alkali-soluble cationic hemicelluloses are obtained, with a nitrogen content of 0.85% · The cellulose residue has a nitrogen content of 0, 45% ·

Příklad 4Example 4

Postupuje sa ako v příklade 4 s tým rozdielom, že sa ako východisková surovina použije holoceluloza zmesi dřevných pilin s obsahom hemicelulóz 43,8 %, která sa aktivuje 19,5 1 30 % vodného roztoku hydroxidu draselného pri teplote 30 °C po dobu 30 minút a alkyluje pri teplote 60 °C po dobu 2 h. Výtažok vodorozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je20,8 ’% s obsahom dusíka 1,43 % a alkalirozpustných katiónaktívnych hemicelulóz je 19,8 % s obsahom dusíka 0,78 %. Celulózový zbytok má obsah dusíka 0,32 %·The procedure is as in Example 4 except that the starting material used is holocellulosic wood sawdust mixture with a hemicellulose content of 43.8% which is activated with 19.5 L of a 30% aqueous potassium hydroxide solution at 30 ° C for 30 minutes and alkylated at 60 ° C for 2 h. The yield of water-soluble cationic hemicelluloses is 20.8% with a nitrogen content of 1.43% and the alkali-soluble cationic hemicelluloses are 19.8% with a nitrogen content of 0.78%. The cellulose residue has a nitrogen content of 0.32% ·

- 4 240 181- 4 240 181

Kationaktívne hemicelulozy sú rozpustné vo vodě a zriedených roztokoch alkálií a majú obsah dusíka od 0,5 do 2,0 %, čo zodpovedá výmennej kapacitě 0,3 až 1,5 mmol/g. Vyznačujú sa vlastnostami silné bazických iónomeničov, flokulačnými a adhev živnými vlastnostami. Tó umožňuje ich široké uplatnenie v róznych technických aplikáciach v priemysle celulózo-papierenskora, textilnom, chemickom a farmaceutickom. Kationaktívne hemicelulózy sú vhodné ako přídavné činidlo pri výrobě papiera na zlepšenie niektorých vlastností íyzikálno-mechanických, na zvýšenie retencie plnidiel, glejov, krátkých vlákien a anionaktívnych přísad. Majú vlastnosti adsorbentov reaktívnych farieb a zvýšenu odolnost voči biodegradácii.The cationic hemicelluloses are soluble in water and dilute alkaline solutions and have a nitrogen content of 0.5 to 2.0%, corresponding to a exchange capacity of 0.3 to 1.5 mmol / g. They are characterized by strong base ion exchangers, flocculation and adhesion properties. This allows them to be widely used in various technical applications in the pulp and paper, textile, chemical and pharmaceutical industries. Cationic hemicelluloses are useful as an additive in the manufacture of paper to improve some of the physical-mechanical properties, to increase the retention of fillers, glues, short fibers and anionic additives. They have the properties of reactive ink adsorbents and have increased resistance to biodegradation.

Claims (1)

- 5 - PRSDMBTVYHZiBZV 240 181 Jposob přípravy katiónaktívnych hemiceluloz vyznačený tým,že sa delignifikovaný dřevný materiál aktivuje 3,5 až 25 % vod-ným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 % vodným roztokomhydroxidu draselného pri teplota 15 až 30 °C po dobu 30 až 120minút, žatým alkylu je 10 až 50 % vodným alebo etanolickým roz-tokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplo-tě 40 až 70 °C po dobu 1 až 4 li pri váhovom pomere delignifi-kovaný dřevný materiál : hydroxid sodný alebo hydroxid draselný:alkylačné činidlo 1 : 0,3 až 1,5 : 0,7 až 3,0 a z modifikované-ho materiálu sa získajú extrakoiou vodou a. 5 až 10 % vodnýmroztokom hydroxidu sodného alebo draselného·The process for preparing cationic hemicelluloses, characterized in that the delignified wood material is activated with 3.5 to 25% aqueous sodium hydroxide solution or 5 to 30% aqueous potassium hydroxide solution at 15 to 30 ° C for 30 to 30 ° C. 120 minutes of alkyl is 10 to 50% aqueous or ethanolic solution of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride at 40-70 ° C for 1-4 hours at a weight ratio of delignified wood material: sodium hydroxide or hydroxide potassium: alkylating agent 1: 0.3 to 1.5: 0.7 to 3.0 and from the modified material are obtained by extraction with water and 5 to 10% aqueous solution of sodium or potassium hydroxide ·
CS838303A 1983-11-10 1983-11-10 A method of preparing cationic hsmicelluloses CS240181B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS838303A CS240181B1 (en) 1983-11-10 1983-11-10 A method of preparing cationic hsmicelluloses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS838303A CS240181B1 (en) 1983-11-10 1983-11-10 A method of preparing cationic hsmicelluloses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS830383A1 CS830383A1 (en) 1985-06-13
CS240181B1 true CS240181B1 (en) 1986-02-13

Family

ID=5433389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS838303A CS240181B1 (en) 1983-11-10 1983-11-10 A method of preparing cationic hsmicelluloses

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS240181B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS830383A1 (en) 1985-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4742814A (en) Process for production of xylitol from lignocellulosic raw materials
FI62101C (en) FOER FARING FOR FRAMSTAELLNING AV XYLANER SPJAELKNINGSPRODUKTER AV DESAMMA OCH FIBERAEMNEN UR XYLANHALTIGA VAEXTRAOMATERIAL
CA1087122A (en) Process for the production of glucose from cellulose- containing vegetable raw materials
US20100163019A1 (en) Conversion of cellulosic biomass to sugar
WO2000071586A1 (en) Method for production of cellulose derivatives and the resulting products
US4254258A (en) Process for the preparation of cellulose ether derivatives
CS240181B1 (en) A method of preparing cationic hsmicelluloses
JPS6328157B2 (en)
Hamilton et al. The Nature of the Hemicelluloses Associated with Wood Cellulose from Western Hemlock (Tsuga heterophylla) 1, 2
CN101245113B (en) A kind of hemicellulose-based ion exchange resin and preparation method thereof
US3141873A (en) Preparation of lignosulfonate resins
US3124503A (en) Formaldehyde pulping
FI65801C (en) PROTECTION OF CELLULOSE WITHOUT CELLULOSE
CS238884B1 (en) The method of preparing the cathodic h "mlor.lai6x
RU2096417C1 (en) Method of preparing sodium carboxymethyl cellulose
JP2022152746A (en) Coating material for sustained-release agent and sustained-release agent, granular fertilizer or granular pesticide coated with the same
US3832313A (en) Water soluble films from hemicellulose
JPH0429329B2 (en)
Durso Process for the preparation of cellulose ether derivatives
Mora et al. The interactions between wood components and formaldehyde‐based resins. I. Monofunctional resin model compounds
CS272877B1 (en) Method of xylans preparation from lignocellulosic materials
KR930001390B1 (en) Process for the preparation of glucose
SU1276704A1 (en) Method of producing pulp
Köll et al. Degradation of maize hulls with water in a flow reactor
CS208883B1 (en) Process for preparing cation exchangers from sulfoethylated wood chips