Введення
Прості ефіри целюлозиЗ 6 Н 7 Про 2 (ОR) n (ОН) 3-n (Де n ≈ 2) являють собою в основному продукти О-алкілуванняцелюлози. Прості ефіри целюлози в даний час набули великогопрактичне значення. До достоїнств простих ефірів целюлози відносяться:стійкість до дії хімічних реактивів, водостійкість, морозостійкість,світлостійкість, термостійкість, мала горючість, здатність розчинятися урозповсюдженний органічних розчинниках, хороші плівкоутворювальні ітермопластичні свойсва та інші. Деякі прості ефіри целюлози при певнійступеня заміщення можуть розчинятися не лише в органічних розчинниках, алеі в розбавлених водних розчинах лугу і навіть у холодній воді. Це такожвідіграє важливу роль у їх застосуванні. При ступеня заміщення 2 - 2,5 прості ефірирозчинні в органічних розчинниках, при ступені заміщення менш одиниціефіри розчинні в лугах. При однаковій мірі заміщення розчинність тимнижче, чим вище молекулярна маса заміщеного радикала.
Розрізняють таківиди простих ефірів целюлози: алкілцеллюлози (метил-, етилцелюлози та інші);аралкілцеллюлози (бензілцеллюлоза); гідроксіалкілцеллюлоза (гідроксіетил-,гідроксипропілцелюлоза); ефіри, що містять в алкільних заступника іншігрупи, крім гідроксильних, наприклад, карбоксильні та інші(Карбоксиметилцелюлоза, ціанетілцеллюлоза і так далі); змішані простіефіри целюлози (карбоксиметилэтилцеллюлозы та інші). В останній часотримано велику кількість простих ефірів целюлози, що містять різніфункціональні групи. Крім того, відомі ефіри целюлози, що містятьодночасно прості ефірні та складноефірні групи.
1. Представники проcтихефірів целюлози
1.1 Алкілцеллюлоза
З алкілцеллюлоз впромисловості виробляють метил-і етилцелюлози. Метилцелюлоза може бутиотримана з різним ступенем заміщення (С3) аж до С3 3,0. Теоретичномонометілцеллюлоза містить 17,61%, діметілцеллюлоза 32,6% ітріметілцеллюлоза 45,65% груп-ОСН 3 . У промисловості отримуютьводорозчинну метилцелюлозу методом метилування лужної целюлозиметилхлориді [2]:
+ хnН 2 Про
Отримують продуктиволокнистого або гранульованого будови, що містять 24 ... 34% груп ОСН 3 ,що відповідає С3 1,3 ... 2,6. Така метилцелюлоза розчинна у холодній воді іряді органічних розчинників, але не розчиняється в гарячій воді. У воднихрозчинах метилцелюлоза проявляє властивості ПАР.
етилцелюлоза впромисловості отримують взаємодією лужної целюлози етілхлорідом [2]:
+ хnNaСl + хnН 2 Про
Тріетілцеллюлозамістить 54,87% груп - ОС 2 Н 5 . У виробництвівиробляють етилцелюлозу, що містить 44 ... 50% груп - ОС 2 Н 5 (С32,5 ... 2,6) і з низьким ступенем заміщення (С3 1,0 ... 1,5; 25 ... 30% груп ОС 2 Н 5 ).Ступінь заміщення в процесі етилування регулюють зміною витратиетілхлоріда, а тривалість процесу - зміною температури.
Технічнаетилцелюлоза являє собою білий або злегка жовтуватий порошок або пористілусочки. Низькозаміщена етилцелюлоза розчинна у холодній воді.Високозамещенная етилцелюлоза не розчинна у воді, розчинна у рядіорганічних розчинників, стійка до дії лугів і розбавлених кислот.Це термопластичний полімер, добре поєднувати з різними смолами іпластифікаторами. Вироби з етилцелюлози володіють високими механічноїміцністю, термо-і морозостійкістю.
1.2 Бензілцеллюлоза
Бензілцеллюлозаявляє собою простий ефір целюлози і бензилового спирту, що отримуєтьсявзаімодейтвіем лужної целюлози з хлористим бензилом.
Технологічний процесотримання бензілцеллюлози може здійснюватися одноступінчатим або двохступінчастим способами.
При одноступенчатомспособі процес складається зі стадій мерсеризації целюлози, бензілірованія, промивки,сушки.
Бавовняна целюлозамерсерізуется 40 - 50%-ним розчином їдкого натру і після віджимання від нього (дотриразовою маси по відношенню до вихідної масі целюлози) піддаєтьсядозріванню протягом 24 годин.
Бензілірованіе проводятьв сталевому вертикальному апараті, нікельовані всередині. Спочатку завантажуютьлужну целюлозу, потім вводять бензілхлорід (з розрахунку 6 - 7 моль на 1 мольцелюлози). Тривалість процесу при 130 0 С становить 2 - 2,5години.
Одночасно з основноюреакцією бензілірованія протікають побічні реакції з утворенням бензільногоспирту З 6 Н 5 СН 2 ОН і дібензілового ефіру З 6 Н 5 СН 2 ОСН 2 З 6 Н 5 ,які пластифікуючі бензілцеллюлозу. Отриману тістоподібнубензілцеллюлозу промивають.
Для полегшеннявиділення бензілцеллюлози з реакційної суміші бензілцеллюлозную тістоподібнумасу диспергируют за допомогою емульгаторів (олеїнової кислоти або олеїновоїмила). Бензілцеллюлозу відмивають спиртом від пластифікаторів, а потім гарячою іхолодною водою від їдкого натру і хлористого натрію. Можна відмиватибензілцеллюлозу від домішок дешевим розчинником - бензином, але він більшвибухо-і пожежонебезпечний, ніж спирт, і його гідрофобність ускладнює подальшувідмивання водою.
Промивку спиртомпроводять у кульовий млині або на бігунах з додаванням для диспергуваннямаси хлористого натрію. Недоліком такого механічного диспергуванняє значна втрата спирту. Після відмивання водою бензілцеллюлозавіджимається на нутч-фільтрі і сушитися в вакуум-сушарці при 50 - 55 0 С.
Бензілцеллюлозаявляє собою зернистий порошок жовтуватого кольору. Фізико механічнівластивості бензілцеллюлози залежать від ступеня заміщення і в'язкості. Вонахарактеризується високою адгезією до різних поверхонь, високоїводостійкістю і хорошим діелектричними властивостями; розчинна у великомучислі розчинників. Бензілцеллюлоза - нетеплостойкій і неморозоустойчівийматеріал з невисокими механічними показниками: теплостійкість по Мартенсудорівнює 52 - 60 0 С, ударна в'язкість всього 1,76 кДж/м 2 .Бензілцеллюлоза має високу хімічну стійкість і пластичність.
Бензілцеллюлозазастосовується в основному для виготовлення кабелів. Завдяки хорошій адгезійноїздатності бензілцеллюлоза використовуєте для виготовлення захисних покриттів ілаків. Розчини бензілцеллюлози застосовуються для отримання'' вічних'' шпалердекоративної миється паперу, з неї отримують також пресувальні і литьевиекомпозиції для виробництва водо-і лугостійких виробів.
1.3 Метилцелюлоза
Метилцелюлозаявляє собою простий ефір целюлози і метилового спирту. За зовнішнім виглядомце порошкоподібний або волокнистий продукт білого кольору.
метилцелюлоза отримуютьдвома шляхами: дією на лужну целюлозу діметілсульфата [2]:
З 6 Н 7 Про 2 (ОН) (ОСН 3 ) 2 ] n +
+ nNаSО 4 +3 Nн 2 Про
Або дієюхлористого метилу:
+ nNaСl +Nн 2 Про
Найчастіше застосовуютьхлористий метил, так як він нетоксичний і має більш низьку вартість. Впромисловості випускають два види метилцелюлоза:
водорозчинні - зіступенем заміщення 1,27 - 1,54 (22 - 26% метоксільних груп);
Щелочерастворімую - з 3- 4% метоксільних груп; така метилцелюлоза нерозчинні у воді.
В якості вихідногосировини застосовується бавовняна або деревна целюлоза. Метилювання ведуть вавтоклаві при тиску 0,98 - 1,18 МН/м 2 (10 - 12 кгс/см 2 )і 125 -140 0 С. Потім продукт осаджують водою, промивають, віджимають ісушать.
Водорозчиннаметилцелюлоза застосовується в якості клеїть і як піноутворювач іемульгатор у ряді галузей промисловості, наприклад у фармацевтичній, лакофарбовій,паперової, харчової. Найбільше технічне застосування мають водні розчиниметилцелюлози.
1.4 етилцелюлоза
етилцелюлозаявляє собою простий ефір целюлози і етилового спирту; виходитьд...
