175674. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás cellulóz-nitritészterek előállítására
11 175674 12 Miként az 1. táblázatból látható, ha a nitrozálási reakcióelegy zavaros és rostokat tartalmaz (vagyis jelzi a nitrozálási reakció nem teljes voltát), akkor a cellulóz-szulfátészter előállítása céljából a cellulóz-nitritészterrel végrehajtott szulfatálási reakcióban olyan reakcióelegy képződik, amely szintén zavaros és rostokat tartalmaz. A szulfatálási reakció nem teljes volta tehát szorosan összefügg a nitrozálási reakció nem teljes voltával. Ha a nitrozálási reakció nem teljes, akkor a szulfatálási sem, miként ezt a szulfatálási reakcióelegy zavarossága és rosttartalma bizonyítja. Az 1. táblázatban közölt adatokkal kapcsolatban megjegyzendő, hogy a nitrozálás és a szulfatálás reakciókörülményei azonosak, mint a korábbi példákban, csupán a cellulóz reaktáns az 1. oszlopban megadott minőségű. A találmány szerinti, a nitrozálási megelőzően a cellulóz aktiválását alkalmazó eljárással elérhető eredmények igen kedvező voltát különösen akkor értékelhetjük, ha a cellulóz reaktáns polimerizácíós foka nagy, illetve viszonylag kis mértékben van degradálódva, azaz lebomolva. Egy nagy polimerizácíós fokú cellulóz reaktánst ugyanis sokkal nehezebb reakcióba vinni, mint egy kis polimerizácíós fokú, nagy mértékben degradálódott cellulózt. Nem degradálódott, nagy polimerizácíós fokú cellulózból előállított cellulóz-szulfátésztereknek olyan egyedülálló tulajdonságaik vannak, amelyek a nagy polimerizációs fokkal függnek össze. A találmány szerinti, a nitrozálást megelőzően aktivált cellulózt hasznosító eljárás tehát lehetővé teszi a 3 702 843 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett, vízmentes cellulóz reaktánst hasznosító eljárással előállított termékekhez képest kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező termékek előállítását. A találmány szerinti eljárás és a 3 702 843 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás közötti lényeges különbségeket bizonyító adatokat szolgáltató kísérletek vannak ismertetve a 2. és a 3. táblázatban. A 2. táblázatban ismertetett kísérletekben a nitrozálási reakció az 1. példában ismertetett módon, vagyis 30 °C alatti hőmérsékleteken keverés közben dinitrogén-tetroxid beadagolásával van végrehajtva. A 2. táblázatban ismertetett mindegyik kísérletben 1 súlyrész cellulóz reaktánsra vonatkoztatva 1,5 súlyrész dinitrogén-tetroxid kerül felhasználásra. A dinitrogén-tetroxidnak ez a mennyisége képes a cellulóznak maximális nitrozálási fokot biztosítani, amely fok értéke 3. A nitrozálást követően — miként a 2. táblázatban ismertetve van — a cellulóz-nitritészter közbenső ter- 5 mék szulfatálásra kerül közel 6 g kén-trioxidot tartalmazó DMF—S03 komplex lassú, közel 30 percen át tartó adagolása útján. Miként az a 2. táblázatból látható, a nem homogén cellulóz-nitritészter közbenső termékek nem képeznek olyan homogén cellulóz-szulfátésztereket, 10 amelyek tiszta oldatot adnának, illetve rostoktól mentesek lennének. A 2. és a 3. táblázatban közölt adatok mind olyan esetekre vonatkoznak, amikor a cellulóz-nitritészterek át lettek alakítva cellulóz-szulfátészterekké. így lehető- 15 vé válik azoknak a cellulóz-szulfátésztereknek a vizuális megfigyelése, amelyek ezekből a cellulóz-nitritészterekből képződtek. Áttérve a 3. táblázatban közölt kísérleti adatok ismertetésére, mindegyik kísérlet során a nitrozáló vegyület 20 mennyisége kisebb volt annál a mennyiségnél, amely a 3 maximális szubsztitúciós fok eléréséhez szükséges, így viszont semmilyen körülmények között nem válik a nitrozálási reakcióelegy tisztává és ilyen állapotban az egyes reakcióelegyek külseje vagy megjelenése közötti 25 különbségeket rendkívül nehéz megállapítani. A cellulóz-nitritészter közbenső termékek szulfatálása után azonban az egyes cellulóz-nitritészterek homogenitása közötti különbségek észlelhetővé válnak. Mint említettem, ez azzal magyarázható, hogy az egyenletesen nitro- 30 zált cellulóz-nitritészterekből előállított cellulóz-szulfátészterek ragyogóan tiszta oldatokat képeznek, amely oldatok teljesen mentesek a zavarosságtól és rostoktól. A 3. táblázatban közölt kísérleteknél a cellulóznak a dinitrogén-tetroxidra vonatkoztatott súlyaránya 1: 1,2 35 vagy 1: 0,8. 1: 1,2 súlyarány esetén a szubsztitúciós fok 2,4, míg 1: 0,8 súlyarány esetén a szubsztitúciós fok 1,6. A cellulóz-nitritészter közbenső termékek szulfatálásához a szulfatáló ágenst úgy képezem, hogy 2000 g dimetil-formamidhoz közel 700 g kén-trioxidot adok. 40 Ezt követően a szulfatáló ágenst kén-trioxid tartalmára vonatkoztatva 0,5—0,6 súlyrész mennyiségben használom 1 súlyrész cellulóz reaktánshoz, ha a cellulóz-nitritészter közbenső termék 1:1,2 cellulóz : dinitrogén-tetroxid súlyarány mellett lett előállítva. Ha viszont az 45 utóbb említett súlyarány 1:0,8, akkor a szulfatáló ágenst olyan arányban kell adagolni, hogy kén-trioxid-2. táblázat Cellulóz előkezelése Víz mennyisége a cellulóz reaktánsban (Súly%) Nitrozálási idő Cellulóznitritészter reakcióelegy megjelenése Cellulózszulfátészter reakcióelegy megjelenése az 1. példában ismertetett módon szárítva 0 2—4 óra igen zavaros, rostokat, illetve rostos szerkezeteket tartalmaz igen zavaros, rostos, duzzadt, oldhatatlan anyagot tartalmaz a 3. példa szerint 30—40 °C-8—10 30 perc tiszta, homogén, rostmentes tiszta, rostmentes on a jelzett víztartalomra 4—5 30 perc tiszta, homogén, rostmentes tiszta, rostmentes szárítva 1—2 1—2 óra zavaros, rostos, illetve rostos szerkezetű zavaros, rostos a 2. példa szerint dimetil-8—10 30 perc tiszta, homogén, rostmentes tiszta, rostmentes-formamiddal a jelzett 4—5 30 perc tiszta, homogén, rostmentes tiszta, rostmentes víztartalomig mosva 1—2 30 perc tiszta, homogén, rostmentes tiszta, rostmentes 6
