Введение к работе
Актуальность проблемы. Среди разнообразных полимерных материалов, используемых в народном хозяйстве, в силу своих специфических свойств и доступности особое место занимают эфиры целлюлозы. В отличие от других полимерных материалов, сырьё для получения производных целлюлозы является постоянно воспроизводимым. Получение таких сложных эфиров целлюлозы как ацетаты в промышленном масштабе осуществляется гомогенным и гетеро-геннш способом. Важно "і проблемой для указанных производств является их интенсификация на базе новых научных исследований. С целью сокращения продолжительности ацилирования целлюлозы применяется активация целлюлозы в присутствии катализаторов ацилирования. Существенным недостатком такого метода интенсификации процесса является увеличение скорости деструкции макромолекул целлюлозы, что часто приводит к нежелательному снижению степени полимеризации готового продукта и не даёт возможность получать новые марки ацетатов целлюлозы с повышенной степенью полимеризации.
Имеются патентные данные, в которых предлагается использование формальдегида в процессах активации целлюлозы перед ацилированием при получении ацетата целлюлозы уксуснокислым способом. Однако до настоящего времени систематически не изучались особенности и механизм действия формальдегида в процессах получения ацетатов целлюлозы как уксуснокислым так и мети-ленхлоридным методами.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение особенности процесса ацилирования целлюлозы в присутствии формальдегида. Задачами данного исследования явились: - изучение влияния формальдегида на процесс получения ацетатов целлюлозы в среде уксусной кислоты и метиленхлорида;
-,4-
выяснение влияния формальдегида на процесс предварительной -. активации целлюлозы уксусной кислотой в присутствии кислотных катализаторов;
изучение кинетических закономерностей процесса деструкции макромолекул целлюлозы;
использование изученных закономерностей взаимодействия формальдегида с макромолекулами целлюлозы в действующих технологических процессах.
Научная новизна. Доказано, что образование бифункционально связанных производных формальдегида как на стадии активации, так и на стадии ацилирования целлюлозы способствует замедлению деструкции макромолекул целлюлозы. Установлено, что взаимодействие формальдегида с гидроксильньми группами макромолекул целлюлозы происходит главным образом в её аморфных областях. Определены кинетические константы процесса взаимодействия формальдегида с целлюлозой. Выяснен механизм торможения деструкционного процесса в присутствии формальдегида при получении сложных эфиров целлюлозы. Впервые изучена роль формальдегида при активации и ацилировании целлюлозы в меги-ленхлоридных процессах синтеза.
Практическая ценность. Снижение деструкции ацетилирующих-ся макромолекул целлюлозы в присутствии формальдегида позволило использовать его в метиленхлоридном гомогенном процессе получения сложных эфиров целлюлозы. С помощью добавок формальдегида в активирующие и ацетилирующие смеси в опытно-промышленных условиях получены ацетаты целлюлозы с повышенной степенью полимеризации и улучшенными качественными показателями, показана возможность сокращения продолжительности стадии ацетили-рования и уменьшен удельный расход уксусного ангидрида.
Апробация работы. Основное содержание работы обсуждалось
- 5 -на 7-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Химия, технология и применение целлюлозы и её производных" (г.Владимир, 1985), 5-ой Межреспубликанской конференции молодых учёных "Исследования в области химии древесины" (г.Рига, 1983), 8-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Химия, технология и применение целлюлозы и её производных" (г.Суздаль, I99C). Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ НПО "Полимерсинтез" (г.Владимир) по теме "Разработать и интенсифицировать действующие процессы производства эфи-ров целлюлозы, а также ассортимент композиционных материалов на их основе", (гос.регистрация 01840053035, 1984-1985 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научных статьи и тезисов докладов, получено 3 авторских свидетельства СССР на изобретения.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста, включая 29 рисунков и 14 таблиц. Работа состоит из введения, b глав, выводов и списка литературы, содержащего 92 наименования работ.
