Представители проcтых эфиров целлюлозы

После сушки этилцеллюлозу  просеивают и отделяют частицы диаметром  более 4 мм, которые подвергают размолу.

3.2 Производство метилцеллюлозы

Метилцеллюлоза – водорастворимый  полимер, содержащий 26 – 33% метоксильных групп ОСН₃ (степень замещения 1,5 –2,0). Получают ее взаимодействием щелочной целлюлозы с хлористым метилом по реакции [3]:

[-С₆Н₇О₂(ОН)₃-]_n+2nCН₃Сl+2nNаОН→[-С₆Н₇О₂(СОН₃)₂ОН-]_n+2nNaСl+2n Н₂О

Хлористый метил при взаимодействии со щелочью образуют диметиловый  эфир и метиловый спирт, являющиеся побочными продуктами в данном процессе.

Метилцеллюлозу чаще всего  получают на основе сульфитной целлюлозы  по схеме, аналогичной производству этилцеллюлозы. На 1 моль щелочной целлюлозы  берут 8 моль хлористого метила (бензол не применяют). Реакцию проводят при 65 – 80⁰С в течении 6 – 7 часов. После окончания реакции отгоняют летучие продукты, оставшуюся щелочь нейтрализуют 5%-ной фосфорной кислотой при 90⁰С и промывают метилцеллюлозу водой с температурой не ниже 90⁰С. После отделения жидкой фазы метилцеллюлоза поступает на сушку в вакуум-сушилку, где при 90⁰С (0,04 МПа) высушивается до остаточной влажности около 5% за 6 часов.

Получение метилцеллюлозы может  быть осуществлено по схеме с циркуляцией хлористого метила, особенностью которой является уменьшение расхода хлористого метила на побочные реакции.

3.3 Производство карбоксиметилцеллюлозы

Карбоксиметилцеллюлоза  – простой эфир целлюлозы и  гликолевой кислоты. Получают ее при  взаимодействии щелочной целлюлозы  с монохлоруксусной кислотой или  ее натриевой солью по реакции [3]:

[-С₆Н₇О₂(ОН)₃-]_n+nClСН₂СООNа+nNаОН→[-С₆Н₇О₂(ОСН₂СООNа)(ОН)₂+nNаСl+nН₂О

Одновремено с основной реакцией протекает побочная реакция гидролиза  монохлорацетата натрия до натриевой  соли гликолевой кислоты. На практике получают натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0,4 – 1,0 периодическим  или непрерывным методом.

Получение карбоксиметилцеллюлозы происходит в гетерогенных условиях при обработке щелочной целлюлозы  монохлорацетатом натрия в присутствии  небольшого количества воды. Все компоненты тщательно перемешивают и перетирают в лопастных смесителях периодического действия в течение 1,5 – 2,5 часа при 20⁰С. При этом происходит карбоксиметилирования целллюзы. Затем натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы сушат воздухом в течение 2 – 3 минут при 90 - 120⁰С и измельчают на молотковых мельницах. Технический продукт содержит в качестве примесей хлорид, гидрат окиси и гликолят натрия. Примеси удаляют экстракцией этиловым спиртом. Очишенную натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы отжимают в гидравлическом прессе под давлением 2 МПа, разрыхляют и сушат воздухом при 65 – 70⁰С.

3.4 Производство оксиэтилцеллюлозы

Оксиэтилцеллюлоза – продукт  реакции щелочной целлюлозы с  окисью этилена:

[-С₆Н₇О₂(ОН)₃-]_n+nН₂С-СН₂+ nNаОН→[-С₆Н₇О₂(ОСН₂СН₂ОН)(ОН)₂-]₂+nNаСl+nН₂О [3]

Окись этилена реагирует  как с гидроксильными группами целлюлозы, так и с первичной гидроксильной  группой оксиэтилцеллюлозы. Таким  образом, в отличие от других производных  целлюлозы, оксиэтилцеллюлоза характеризуется  не только степенью замещения гидроксильных  групп в элементарном звене (она  составляет 0,7 – 1,0), но и числом молей  окиси, присоединенной к первичному гидроксилу уже образовавшейся оксиэтилцеллюлозы (оно составляет 2,0 – 2,8). Поэтому  строение оксиэтилцеллюлозы может  быть представлено следующим образом:

[-С₆Н₇О₂(ОСН₂СН₂ОСН₂СН₂ОН)(ОН)₂-]_n

При синтезе оксиэтилцеллюлозы  протекают побочные реакции образования  этиленгликоля, ди- и триэтиленгликоля.

Оксиэтилирование щелочной целлюлозы проводят в вертикальном шнековом аппарате планетарного типа. В верхнюю часть аппарата подают целлюлозу и окись этилена. Температура  поддерживается в пределах 20⁰С (верх) и 40⁰С (низ), вакуум 0,01 МПа. На 1 моль целлюлозы вводится 1,5 – 2 моль окиси этилена. Время нахождения массы в аппарате 4,5 – 5 часов. Оксиэтилцеллюлозу, выходящую из аппарата, охлаждают до 20⁰С, нейтрализуют 20%-ным раствором уксусной кислоты в ацетоне до рН 6 – 7, отжимают в прессе через капроновую ткань под давлением 4 Мпа и экстрагируют смесью метилового спирта с ацетоном (1:1) при модуле ванны 1:10, отделяя полиэтиленгликоли и ацетат натра. Сушка оксиэтилцеллюлозы проводится в вакуум-сушилках при перемешивании в течение 4 часов при 60⁰С (0,02 МПа).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Простые эфиры целлюлозы  в настоящее время приобрели  большое практическое значение. Простые  эфиры целлюлозы имеют ряд  ценных свойств: высокую химическую стойкость, легко растворимы, малогорючи, трудновоспламенимы, морозостойки и  хорошо совмещаются с пластификаторами. Некоторые простые эфиры целлюлозы  при определенной степени замещения  могут растворяться не только в органических растворителях, но и в разбавленных водных растворах щелочи и даже в  холодной воде. Все эти свойства играют важную роль в их применении в упаковочной отрасли.

Материалы на основе эфиров целлюлозы используют в виде наружного  слоя многослойных материалов (ламинатов) в качестве износостойкого покрытия. Из рулонных материалов на основе простых  эфиров целлюлозы получают тару различных  типоразмеров, пригодную для упаковки широкого ассортимента пищевых продуктов (высокожирные, сухие, плодоовощные, замороженные, кондитерские изделия, мед, джемы и  т.п.).

Простые эфиры целлюлозы  являются экологически безопасными, что  делает их довольно перспективными материалами  в упаковочной отрасли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древисины  и синтетических полимеров. СПб., 1998. 618 с.

2. Никитин В.Н., Оболенская  А.В., Щеголев В.П. Химия древисины  и целлюлозы. М.: Лесн. Пром-сть, 1978. 368 с.

3. Леонович А.А., Оболенская  А.В. Химия древисины и полимеров.  М.: Лесн. Пром-сть, 1988. 152 с.

4. Роговин З.А. Основы  химии и технологии химических  волокон. М.: Химия, 1974. Т. 1-2.

5. Роговин З.А. Химия  целлюлозы. М.: Химия, 1972. 519 с.

 6. Роговин З.А. Химические превращения и модификация целлюлозы. М.: Химия. 1987. 173 с.