DD214622A1

DD214622A1 - Verfahren zur herstellung spinnfaehiger celluloseloesungen

Info

Publication number: DD214622A1
Application number: DD24894583A
Authority: DD
Inventors: Werner Berger; Matthias Keck
Original assignee: Tu Dresden Sektion Chemie
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-10-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung spinnfaehiger Celluloseloesungen mit organischen Loesungsmitteln. Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Loesung der Cellulose mit organischen Loesungsmitteln anzugeben, dass sowohl umweltfreundlich als auch so oekonomisch ist, dass es das herkoemmliche Viskoseverfahren abloesen koennte. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die aktivierte Cellulose mit Hexamethylphosphorsaeuretriamid oder entsprechenden Loesungsmittelgemischen unter Zusatz von Lithiumhalogeniden geloest wird.

Description

Verfahren zur Herstellung spinnfähiger Celluloselösungen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung spinnfähiger Celluloselösungen mit organischen Lösungsmitteln mit dem Ziel, daraus z, B. Fäden, Folien oder andere Formgebilde herstellen zu können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Investkosten und vorrangig Umweltprobleme machen es notwendig, Alternativen zum herkömmlichen Viskose-Herstellungaverfahren ssu finden· In einer Vielzahl von Patenten werden Verfahren zum Auflösen der Cellulose genannt, wobei in zunehmendem Maße auch organische Lösungsmittel enthaltende Systeme zvae Celluloseverformung bekannt sind. Keines der bisher bekannt gewordenen Verfahren war allerdings in der Lage, das herkömmliche Viskoseverfahren als das universelle Verfahren für die kommerzielle Herstellung von Regeneratfasern zu ersetzen« Die beschriebenen Verfahren sind entweder ökonomisch nicht tragbar oder ebenfalls sehr umweltunfreundlich.

Turbak und Mitarbeiter haben gefunden* daß die LiCl enthaltenden organischen !lösungsmittel Dimethylacetamid und i-Methyl-2-Pyrrolidon, von denen bekannt war, daß sie sich zum Lösen von Iylon und Chitin eignen, auch zum Lö-

sen von Cellulose eingesetzt werden können. Nach DB-OS 30 27 033 wird aktivierte Cellulose mit einem der genannten organischen Lösungsmittel bzw. mit einer Mischung beider und mit 3 bis 13-Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, an Lithiumchlorid bei einer Temperatur, bei der kein merklicher Abbau eintritt, gemischt und in Abwesenheit eines anderen - außer den genannten - polaren Mediums gelöst. Zur Aktivierung der Cellulose werden verschiedene Mittel, darunter Vorquellen, Einsatz bestimmter polarer Medien und Erhitzen (z. T. auf über 150 ⁰C) genannt. Die angegebenen Lösemittelsysteme zeichnen sich allerdings durch begrenzte Lösekraft und hohen Salzeinsatz aus.

Es wurde bereits vorgeschlagen, vorbehandelte Cellulose mit sechs- oder siebengliedrigen gesättigten heterocyclischen Ringverbindungen, die im Ring die Gruppierung

enthalten unter Zusatz von Lithiumhalogeniden aufzulösen. Auch diesen Systemen ist begrenzte Lösekraft und die Notwendigkeit der Anwendung relativ hoher . Salzkonzentrationen eigen. Alle genannten Systeme erreichen den Lösezustand erst nach sehr langen Zeiten.

Ziel der Erfindung:

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch neue Lösemittelsysteme bzw. durch Gemische von Lösemitteln die Lösekraft gegenüber Cellulose wesentlich zu steigern, die erreichbare Konzentration zu erhöhen und die Herstellungsdauer wesentlich zu verkürzen, um so die Lösungsherstellung wesentlich ökonomischer gestalten zu können.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Aufgabe der Erfindung ist es, ein stabiles Lösemittelsystem zu finden, mit dem Cellulose mit hoher Effektivität, hohen Polymerkonzentrationen und wenigen Verfah·*· rensschritten gelöst «erden kann.

Es wurde gefunden, daß unter Verwendung yon initial-· feuchter bzw. in Wasser oder anderen gut quellenden Medien wie z. B. Dimethylsulfoxid, vorbehandelte Cellulose, und Austausch des Quellmittels gegen Hexamethylphosphorsäuretriamid, durch Zusatz einer bestimmten, gegenüber den in der Charakteristik genannten Verfahren deutlich reduzierter Menge an LiOl, hochkonzentrierte (bis zu 20 Gew.%), wasserklare Lösungen in sehr kurzer Zeit hergestellt werden können· Aus toxikologischen Erwägungen ist für eine Hermetic sierung der Löseaggregate zu sorgen. Zur Verringerung der toxischen Belastungen kann die hier beschriebene Verbindung ohne wesentliche Einbuße an Lösekraft mit anderen polaren Substanzen, wie z. B. Dirnethylsulfoxid, Dimethylformamid, gemischt werden bzw. durch Zugabe von Hexamethylphosphorsäuretriamid zu den in der Charakteristik genannten Systemen deren Lösekraft wesentlich erhöht werden.

Ausf ührungsbeispiele:

Beispiel 1

10 g Buche-Sulfit-Zellstoff wird in 1 1 Wasser vorgequollen. Anschließend wird abgesaugt und zweimal gegen Hexamethylphosphorsäuretriamid ausgetauscht. Es wird erneut abgesaugt und die vorgequollene Cellulose für 2 Stunden bei 5 ⁰C gekühlt. Separat werden 4»25 g LiCl in 72 g Hexamethylphosphorsäuretriamid gelöst und dann die vorgequollene Cellulose eingetragen. In wenigen Minuten bildet sich eine hochviskose, wasserklare Lösung, die keine mikroskopisch nachweisbaren Faserrückstände aufweist.

Beispiel 2

5 g Buche-Sulfit-Zellstoff wird analog Beispiel 1 vorbehandelt und gekühlt. In einem Gemisch aus 35»8 g Hexamethylphosphorsäuretriamid und 24»5 g N-Methylcaprolactam werden 4,25 g LiCl gelöst und dann die vorbehandelte Cellulose eingetragen. Es bildet sich eine kläre, gut filtrierbare Lösung.

Beispiel 3

6 g Buche-Sulfit-Zellstoff wird analog Beispiel 1 vorbehandelt und gekühlt. In einem Gemisch aus 72 g Hexamethylphosphorsäuretriamid und 31 g Dimethylsulfoxid werden 8,5 g LiCl gelöst und in dieses System die vorbehandelte Cellulose eingetragen. Es entsteht eine gut filtrierbare Lösung.

Claims

Erf indunffs ana prüche

1. Verfahren zur Herstellung spinnfähiger Oelluloselösungen mit organischen Lösungsmitteln unter Zusatz von Lithiumsalzen, vorzugsweise Lithiurahalogeniden, gekennzeichnet dadurch, daß zur Auflösung geeignet vorbehandelter Cellulose Hexamethylphosphorsäuretriamid verwendet wird.
2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die erfindungsgemäße Verbindung mit anderen Verbindungen, wie z. B. N-Methylcaprolactarn, N-MethylvaleroIactarn, N-Methylpyrolidon, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid u. ä« in Mischungsverhältnissen bis zu 50 Molprozent der zweiten Komponente gemischt werden kann.