RU2075560C1 - Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий - Google Patents
Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075560C1 RU2075560C1 RU94004914/26A RU94004914A RU2075560C1 RU 2075560 C1 RU2075560 C1 RU 2075560C1 RU 94004914/26 A RU94004914/26 A RU 94004914/26A RU 94004914 A RU94004914 A RU 94004914A RU 2075560 C1 RU2075560 C1 RU 2075560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- solid
- solution
- methylmorpholine
- issues
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 26
- LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N N-methylmorpholine N-oxide Chemical compound CN1(=O)CCOCC1 LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003124 powdered cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019814 powdered cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к химической технологии, в частности, к способам получения растворов целлюлозы в метилморфолиноксиде для получения на их основе различных гидратцеллюлозных формованных изделий - волокон, пленок, губок. Сущность изобретения: в способе получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий используют порошковую целлюлозу с размером частиц не более 200 мкм и метилформолин-N-оксид, содержащий 3 - 5 мас.% воды. Смешивание осуществляют при массовом соотношении целлюлозы и метилморфолин-N-оксида 10 - 50: 90 - 50 соответственно. Твердофазную обработку в условиях сдвигового напряжения и давления осуществляют при температуре 5 - 15oC. 1 табл.
Description
Изобретение относится к химической технологии, в частности, к способам получения растворов целлюлозы в метилморфолин-N-оксиде (ММО) для получения на их основе различных гидратцеллюлозных (ГЦ) формованных изделий волокон, пленок, губок.
Известен способ получения раствора целлюлозы, заключающийся в том, что целлюлозу предварительно замачивают в 30 40% водном растворе ММО и гомогенизируют под вакуумом до содержания воды 13 15% и образующийся предраствор расфасовывают. Затем смесь перерабатывают в экструдере, где при вакуумировании и нагреве до 120 140oC происходит дальнейшее удаление воды до содержания 6 10% и образование раствора. Далее следует стадии фильтрации и формования. Реальная концентрация прядильных растворов не превышает 18 20 мас. ( патент США N 4144080, кл. C 08 L 1/02, 1979).
Наряду с принципиальными по сравнению с основным существующим вискозным процессом преимуществами, важнейшим из которых является экологическая чистота нового процесса, ему присущ и ряд существенных недостатков. Например, невысокая термическая стабильность ММО и, как следствие высокая вероятность процессов деструкции целлюлозы, трудно контролируемая, энергоемкая стадия удаления избытка воды из системы и недостаточно высокие деформационные свойства получаемых ГЦ формованных изделий, существенно осложняющие процесс текстильной переработки и соответственно снижающие ассортимент новых ГЦ волокон.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий, при котором осуществляют смешивание целлюлозы с метилморфолин-N-оксидом, со держащим воду, и совместную твердофазную обработку полученной смеси в условиях сдвигового напряжения и давления (патент РФ N 1645308, кл. D 01 F 2/02, 1991).
В известном способе осуществляют смешивание целлюлозы с метилморфолин-N-оксидом (ММО), содержащим 6 10 мас. при массовом соотношении целлюлозы и ММО 15 35: 65 85 при комнатной температуре до полной гомогенизации смеси и достижении температуры ее плавления 105 - 135oC.
Однако указанные условия твердофазной обработки целлюлозы ММО не обеспечивают необходимой для формования гомогенности высококонцентрированных систем, размер гетерогенных частиц 2 мкм, что приводит к нестабильности процесса формования.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности твердофазного взаимодействия целлюлозы с метилморфолин-N-оксидом, упрощение процесса, повышение технологичности стадий приготовления прядильного раствора и увеличение концентрации прядильного раствора.
Для достижения технического результата в способе получения раствора целлюлозы, для изготовления формованных изделий, при котором осуществляют смешивание целлюлозы с метилфорфолин-N-оксидом, содержащим воду, и совместную твердофазную обработку полученной смеси в условиях сдвигового напряжения и давления согласно изобретению используют порошковую целлюлозу с размером частиц не более 200 мкм и метилморфолин-N-оксид, содержащий 3 5 мас. воды, причем смешивание осуществляют при массовом соотношении целлюлозы и метилморфолин-N-оксида 10 50: 90 50 соответственно, а твердофазную обработку в условиях сдвигового напряжения и давления осуществляют при температуре 5 15oC.
Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий заключается в следующем. Распущенную древесную целлюлозу любой природы и степени полимеризации (СП) измельчают в двухшнековом экструдере до порошкообразного состояния (г. < 200 мкм) и смешивают с ММО, содержащим не более 5 мас. воды при массовом соотношении 10 50: 90 50. Образующуюся порошкообразную смесь загружают небольшими порциями в охлаждаемый двухшнековый экструдер с переменным набором измельчающих, смесительных и транспортирующих элементов, где при прохождении реакционной массы по длине цилиндра экструдера ее подвергают совместному воздействию сдвиговых напряжений и давления, в результате чего на выходе из шнека образуется порошкообразный "твердый" предраствор целлюлозы в ММО. Время приготовления высококонцентрированного "твердого" раствора составляет 3 5 мин (время прохождения смеси через экструдер). Температура по зонам шнека не должна превышать 15oC, т.к. увеличению температуры приводит к подплавлению "твердого" раствора, приводящему к уменьшению реакционной способности и соответственно снижению гомогенности прядильного раствора.
Далее "твердый" раствор фасуют и упаковывают для хранения и дальнейшей переработки или непрерывно подают в одночервячный экструдер расплавного типа.
За счет температурного воздействия в предфильерной зоне и реализующихся сдвиговых напряжений "твердый раствор" плавится, перемешивается и переходит в прядильный раствор. Полученный раствор формуют по сухо-мокрому способу в осадительную ванну. Таким образом, за один проход через экструдер с четырьмя зонами обогрева T1 50oC, T2 120oC, T3 120oC, Тфильеры - 130oC происходит плавление "твердого" предраствора, растворение - превращение в текучий прядильный раствор и формирование. Экструзионная твердофазная обработка целлюлозы ММО, проводимая в охлажденном экструдере при сдвиговом напряжении 0,5 2,0 Н/кв. мм и давлении 2 30 МПа, не только упрощает технологию переработки целлюлозы в ГЦ волокна, но приводит к тому, что образующийся прядильный раствор обладает высокой обладает высокой гомогенностью, средний радиус гетерофазных частиц в котором не превышает 0,1 - 0,15 мкм, что позволяет исключить из технологической схемы фильтрации.
Образующийся порошкообразный "твердый" предраствор обладает высокой реакционной способностью, позволяющей при последующем воздействии температуры и сдвиговых напряжений в расплавленном экструдере получать сверхвысококонцентрированные растворы, содержащие до 50 мас. целлюлозы.
Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.
Пример 1. Порошкообразную целлюлозу с СП-700, полученную в двухшнековом экструдере, просеивают, фракция с размером частиц меньше 200 мкм смешивают с кристаллическим ММО, содержащим 5% воды в количестве 25% от общей массы, подвергают механическому перемешиванию. Полученную смесь непрерывно подают в двух шнековый экструдер с автоматическим охлаждением, температуру по зонам T1 T5 поддерживают равной 5oC, число оборотов шнека 40 50 об/мин, напряжение сдвига 1,5 Н/кв. мм, давление 30 МПа. Общее время прохождения массы через экструдер не более 5 мин. На выходе из экструдера получают порошкообразный "твердый" предраствор целлюлозы в ММО. Анализ образцов "твердого" раствора, взятых в начале и конце экструзионнного процесса показывает идентичность их составов, что свидетельствует об однородности получаемого продукта. Аналогичные результаты были получены и в следующих примерах.
Далее "твердый" предраствор загружается в дозирующее устройство одночервячного экструдера, имеющего четыре зоны обогрева, температура по зонам: T1 50oC, T2 70oC, T3 120oC, T4 130oC, скорость вращения 40 50 об/мин, давление 5 МПа, скорость подачи 2 куб.см/мин.
Выходящий из фильеры раствор имеет высокую гомогенность, средний радиус меньше 0,1 мкм. Нить формируется по сухо-мокрому способу в водный раствор ММО. Сформированная нить имеет прочность 35 40 кг/кв.мм и разрывное удлинение 18 20%
Примеры 2 6. Осуществлены аналогично примеру 1. Параметры процессов твердофазной обработки, переработки "твердых" растворов в текучие, свойства прядильных растворов и физико-механические показатели волокон представлены в таблице.
Примеры 2 6. Осуществлены аналогично примеру 1. Параметры процессов твердофазной обработки, переработки "твердых" растворов в текучие, свойства прядильных растворов и физико-механические показатели волокон представлены в таблице.
Claims (1)
- Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий, при котором осуществляют смешивание целлюлозы с метилморфолин-N-оксидом, содержащим воду, и совместную твердофазную обработку полученной смеси в условиях сдвигаемых напряжения и давления, отличающийся тем, что используют порошковую целлюлозу с размером частиц не более 200 мкм и метилморфолин-N-оксид, содержащий 3 5 мас. воды, причем смешивание осуществляют при массовом соотношении целлюлозы и метилморфолиноксида 10 50 90 50 соответственно, а твердофазную обработку в условиях сдвиговых напряжения и давления осуществляют при 5 15oС.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004914/26A RU2075560C1 (ru) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004914/26A RU2075560C1 (ru) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94004914A RU94004914A (ru) | 1996-08-20 |
| RU2075560C1 true RU2075560C1 (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=20152398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94004914/26A RU2075560C1 (ru) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2075560C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010232A1 (de) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Financiere Elysee Balzac | Celluloschwamm und verfahren zu dessen herstellung |
| RU2362845C2 (ru) * | 2004-12-30 | 2009-07-27 | Хёсунг Корпорейшн | Способ получения целлюлозного волокна |
| RU2748551C1 (ru) * | 2020-10-15 | 2021-05-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ получения прядильного раствора на основе льняной целлюлозы для формования гидратцеллюлозных волокон |
| RU214665U1 (ru) * | 2022-04-22 | 2022-11-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Экструдер для получения прядильного раствора целлюлозы в n-метилморфолин-n-оксиде для изготовления формованного изделия |
-
1994
- 1994-02-10 RU RU94004914/26A patent/RU2075560C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| атент США N 4144080, кл. C 08 L 1/02, 1979. Патент РФ N 1645308, кл. D 01 F 2/02, 1991. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010232A1 (de) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Financiere Elysee Balzac | Celluloschwamm und verfahren zu dessen herstellung |
| RU2362845C2 (ru) * | 2004-12-30 | 2009-07-27 | Хёсунг Корпорейшн | Способ получения целлюлозного волокна |
| RU2748551C1 (ru) * | 2020-10-15 | 2021-05-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Способ получения прядильного раствора на основе льняной целлюлозы для формования гидратцеллюлозных волокон |
| RU214665U1 (ru) * | 2022-04-22 | 2022-11-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Экструдер для получения прядильного раствора целлюлозы в n-метилморфолин-n-оксиде для изготовления формованного изделия |
| RU2787619C1 (ru) * | 2022-04-22 | 2023-01-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Экструзионный способ получения прядильного раствора целлюлозы в n-метилморфолин-n-оксиде для изготовления формованного изделия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94004914A (ru) | 1996-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4144080A (en) | Process for making amine oxide solution of cellulose | |
| EP1033385B1 (en) | Method of producing a shaped article from a cellulose solution | |
| US4142913A (en) | Process for making a precursor of a solution of cellulose | |
| US4163770A (en) | Melt-spinning acrylonitrile polymer fibers | |
| US6153003A (en) | Process for preparing a homogeneous cellulose solution using N-methylmorpholine-N-oxide | |
| CA2340778C (en) | Method for producing a cellulose suspension | |
| US5584919A (en) | Pelletized pre-dope granules of cellulose and tertiary amine oxide, spinning solution, of cellulose and process for making them | |
| CN1039250C (zh) | 纤维素溶液通过管道的输送 | |
| GB2180790A (en) | Filamentary yarn and film of an aromatic polyetherketone | |
| US4913864A (en) | Process for preparation of porous hollow filament | |
| US5512230A (en) | Process for making cellulose acetate fibers | |
| RU2075560C1 (ru) | Способ получения раствора целлюлозы для изготовления формованных изделий | |
| JPS6189232A (ja) | 高分子ポリマー均一溶液の連続製造方法 | |
| US20060061018A1 (en) | Method and device for producing straight ceramic fibres | |
| JPH07189019A (ja) | 再生セルロース成形品の製造方法 | |
| CN111501117B (zh) | Pla/pha纤维以及在线制备pla/pha纤维的装置和方法 | |
| RU2787619C1 (ru) | Экструзионный способ получения прядильного раствора целлюлозы в n-метилморфолин-n-оксиде для изготовления формованного изделия | |
| EP0727439B1 (en) | Pelletized pre-dope granules of cellulose and tertiary amine oxide, process for making them and process for making shaped articles thereof | |
| US2858229A (en) | Preparation of spinning solutions | |
| JP2672937B2 (ja) | セルロースと第三アミンオキシドとのプレドープ顆粒及びその製造方法 | |
| JPS62243642A (ja) | ポリエチレンテレフタレ−ト溶液の調製方法 | |
| JPS61225310A (ja) | フイラメントの製造方法 | |
| RU2202658C2 (ru) | Способ получения раствора целлюлозы | |
| US4151221A (en) | Poly-2-pyrrolidone composition having improved stability and method of extruding | |
| SU730724A1 (ru) | Раствор дл формовани ацетатных нитей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050211 |