CS240181B1 - Sposob přípravy katióuaktívnych hsmicelulóz - Google Patents

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy katiónaktívnych hernícelulóz.

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.

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 vodných

- 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.

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.).

Příklad 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 %·

Příklad 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 0,30

Příklad 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 výtažku

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 %·

Příklad 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 %·

- 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.

Claims (1)

1. Eposob přípravy katiónaktívnych hemiceluloz vyznačený tým, že sa delignifikovaný dřevný materiál aktivuje 3,5 až 25 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo 5 až 30 % vodným roztokom hydroxidu draselného pri teplote 15 až 30 °C po dobu 30 až 120 minút, žatým alkylu je 10 až 50 % vodným alebo etanolickým roztokom 3-chlór-2-hydroxypropyltrimetylamóniumchloridu pri teplote 40 až 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 získajú extrakoiou vodou a. 5 až 10 % vodným roztokom hydroxidu sodného alebo draselného·