KR20160075234A - Method of preparing acetylated cellulose ether - Google Patents
Method of preparing acetylated cellulose ether Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160075234A KR20160075234A KR1020140184970A KR20140184970A KR20160075234A KR 20160075234 A KR20160075234 A KR 20160075234A KR 1020140184970 A KR1020140184970 A KR 1020140184970A KR 20140184970 A KR20140184970 A KR 20140184970A KR 20160075234 A KR20160075234 A KR 20160075234A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cellulose ether
- acetylated cellulose
- acetylated
- acid
- reactor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
- C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
- C08B11/08—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with hydroxylated hydrocarbon radicals; Esters, ethers, or acetals thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/20—Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/20—Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
- C08B11/22—Isolation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 산촉매를 사용하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법이 개시된다.A process for producing acetylated cellulose ethers is disclosed. More specifically, a process for producing acetylated cellulose ethers using an acid catalyst is disclosed.
셀룰로오스는 무수글루코오스 단위당 3개의 수산기(-OH)를 가지고 있으며, 이러한 수산기들이 분자내에서 규칙적인 수소결합을 형성하여 강력한 결정구조를 형성하게 된다. 따라서, 셀룰로오스는 물이나 유기용매에 녹지 않는 안정된 구조를 갖는다. Cellulose has three hydroxyl groups (-OH) per anhydroglucose unit, and these hydroxyl groups form a regular hydrogen bond in the molecule to form a strong crystal structure. Therefore, cellulose has a stable structure that is insoluble in water or an organic solvent.
이러한 셀룰로오스에서 수소결합 중의 일부가 알킬기로 치환되면, 치환된 셀룰로오스는 비치환된 셀룰로오스에 비해 결정구조가 약화되어 수용성 고분자인 셀룰로오스 에테르로 전환된다. When a part of the hydrogen bonds in such a cellulose is substituted with an alkyl group, the substituted cellulose has a crystal structure weaker than that of unsubstituted cellulose and is converted into a cellulose ether which is a water-soluble polymer.
상기와 같은 수용성 고분자인 셀룰로오스 에테르는 유기용매에 용해되지 않기 때문에 응용분야가 대폭 제한되는 문제점이 있다. 이에 따라, 상기 셀룰로오스 에테르에 아세틸기를 도입하여 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 제조하는 방법이 개발되었다. 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 유기용매에 대한 용해성이 높기 때문에, 증점제, 바인더, 수처리용 멤브레인 등의 막소재로 활용될 수 있다. Since the cellulose ether as the water-soluble polymer is not dissolved in an organic solvent, there is a problem that application fields are greatly limited. Accordingly, a method for producing acetylated cellulose ether by introducing an acetyl group into the cellulose ether has been developed. Since the acetylated cellulose ether has high solubility in an organic solvent, it can be utilized as a film material such as a thickener, a binder, and a water treatment membrane.
종래에는 저점도(2중량%의 수용액의 점도: 100~500cps)의 셀룰로오스 에테르를 원료로 사용하여 목표 중량평균분자량(100,000~1,000,000 달톤)을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 제조하는 방법은 시도되었지만, 중점도(2중량%의 수용액의 점도: 1,000~30,000cps)의 셀룰로오스 에테르를 원료를 사용하여 상기 목표 중량평균분자량을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 제조하는 방법은 시도되지 않았다. 이에 따라, 종래에는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 제조하기 위한 원료 선택의 폭이 좁은 문제점이 있다.Conventionally, a method of producing acetylated cellulose ether having a target weight average molecular weight (100,000 to 1,000,000 daltons) using cellulose ethers having a low viscosity (viscosity of an aqueous solution of 2% by weight: 100 to 500 cps) as a raw material has been attempted, A method of producing acetylated cellulose ether having the above-mentioned target weight average molecular weight by using cellulose ethers of a viscosity (viscosity of 2 wt% aqueous solution: 1,000 to 30,000 cps) as raw materials has not been attempted. Thus, conventionally, there is a problem in that the range of raw materials for producing acetylated cellulose ether is narrow.
본 발명의 일 구현예는 산촉매를 사용하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 제공한다.One embodiment of the present invention provides an acetylated cellulose ether using an acid catalyst.
본 발명의 일 측면은,According to an aspect of the present invention,
산촉매의 존재하에 셀룰로오스 에테르를 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환시키는 단계를 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법을 제공한다.And converting the cellulose ether into an acetylated cellulose ether in the presence of an acid catalyst.
상기 산촉매는 무기산을 포함할 수 있다.The acid catalyst may include an inorganic acid.
상기 무기산은 염산, 질산, 황산, 인산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The inorganic acid may include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or a combination thereof.
상기 셀룰로오스 에테르의 2중량% 수용액의 점도는 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm의 조건에서 측정할 때 1,000~30,000cps일 수 있다.The viscosity of the 2 wt% aqueous solution of the cellulose ether may be 1,000 to 30,000 cps as measured by a Brookfield viscometer at 20 ° C and 20 rpm.
상기 셀룰로오스 에테르는 메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The cellulose ethers may include methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, or combinations thereof.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 100,000~1,000,000 달톤(Dalton)의 중량평균분자량을 가질 수 있다. The acetylated cellulose ether may have a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000 Dalton.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은, 상기 셀룰로오스 에테르, 아세틸화제, 반응매질 및 상기 산촉매를 반응기에 투입하는 단계, 및 상기 반응기 내용물을 열처리하여 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for preparing the acetylated cellulose ether may include the step of introducing the cellulose ether, the acetylating agent, the reaction medium and the acid catalyst into a reactor, and heat treating the reactor contents to form acetylated cellulose ether.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은, 교반하면서 상기 반응기 내용물을 물과 혼합하여 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 결정화시키는 단계, 상기 결정화된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 분리하는 단계, 및 상기 분리된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the acetylated cellulose ether is prepared by mixing the reactor contents with water while stirring to crystallize the acetylated cellulose ether, separating the crystallized acetylated cellulose ether, and separating the separated acetylated cellulose ether The method may further comprise the step of drying.
상기 아세틸화제는 아세트산 무수물, 아세틸 클로라이드, 디시클로헥실카르보디이미드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The acetylating agent may include acetic anhydride, acetyl chloride, dicyclohexylcarbodiimide, or a combination thereof.
상기 반응매질은 아세트산, 피리딘, 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The reaction medium may comprise acetic acid, pyridine, isopropyl alcohol (IPA) or a combination thereof.
상기 열처리는 50~90℃에서 4~12시간 동안 수행될 수 있다.The heat treatment may be performed at 50 to 90 ° C for 4 to 12 hours.
본 발명의 일 구현예에 따른 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 중점도의 셀룰로오스 에테르를 사용하여 원하는 중량평균분자량을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법 및 종래의 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법을 중점도 범위의 셀룰로오스 에테르의 아세틸화 반응 및 저점도 범위의 셀룰로오스 에테르의 아세틸화 반응에 각각 사용하게 되면, 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조시 원료 선택의 폭이 넓어지는 이점을 얻을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, acetylated cellulose ether having a desired weight average molecular weight can be prepared by using cellulose ether having a moderate viscosity. Accordingly, the method of preparing acetylated cellulose ether according to one embodiment of the present invention and the conventional method of preparing acetylated cellulose ether can be applied to the acetylation reaction of cellulose ether in the mid-point range and the acetylation reaction of cellulose ether in low viscosity range The advantage of broadening the selection of raw materials in the production of acetylated cellulose ether can be obtained.
이하에서는 본 발명의 일 구현예에 따른 아세틸화 셀룰로오스 에테르(acetylated cellulose ether)의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing acetylated cellulose ether according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 구현예에 따른 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 산촉매의 존재하에 셀룰로오스 에테르를 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환시키는 단계를 포함한다. The process for preparing acetylated cellulose ethers according to one embodiment of the present invention comprises converting the cellulose ethers to acetylated cellulose ethers in the presence of an acid catalyst.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 산촉매를 사용함으로써 중점도(예를 들어, 2중량%의 수용액의 점도: 1,000~30,000cps)의 셀룰로오스 에테르 원료로부터 목표 중량평균분자량(예를 들어, 100,000~1,000,000 달톤)을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻을 수 있다. The acetylated cellulose ether can be produced by using an acid catalyst to obtain a desired weight average molecular weight (for example, from 100,000 to 1,000,000, for example, from a cellulose ether raw material having a viscosity (for example, a viscosity of 2 wt% aqueous solution: 1,000 to 30,000 cps) Daltone) can be obtained.
반면에, 종래의 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 소듐 아세테이트와 같은 염기성 염을 촉매로 사용하기 때문에, 중점도의 셀룰로오스 에테르를 원료로 사용하게 되면, 아세틸화 셀룰로오스 에테르가 합성되지 않거나 상기 목표 중량평균분자량을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 종래의 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 상기 목표 중량평균분자량을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻기 위하여 저점도(2중량%의 수용액의 점도: 100~500cps)의 셀룰로오스 에테르만을 원료로 사용할 수 있다. On the other hand, since the conventional method for producing acetylated cellulose ethers uses a basic salt such as sodium acetate as a catalyst, when the cellulose ether of intermediate viscosity is used as a raw material, the acetylated cellulose ether is not synthesized, There is a problem that acetylated cellulose ether having a molecular weight can not be obtained. Therefore, in the conventional method of producing acetylated cellulose ether, only cellulose ether having a low viscosity (viscosity of aqueous solution of 2 wt%: 100 to 500 cps) can be used as a raw material in order to obtain acetylated cellulose ether having the target weight average molecular weight .
따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법 및 종래의 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법을 중점도 범위의 셀룰로오스 에테르의 아세틸화 반응 및 저점도 범위의 셀룰로오스 에테르의 아세틸화 반응에 각각 사용하게 되면, 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조시 원료 선택의 폭이 넓어지는 이점을 얻을 수 있다.Accordingly, the method of preparing acetylated cellulose ether according to one embodiment of the present invention and the conventional method of preparing acetylated cellulose ether can be applied to the acetylation reaction of cellulose ether in the mid-point range and the acetylation reaction of cellulose ether in low viscosity range The advantage of broadening the selection of raw materials in the production of acetylated cellulose ether can be obtained.
상기 산촉매는 무기산을 포함할 수 있다. The acid catalyst may include an inorganic acid.
상기 무기산은 염산, 질산, 황산, 인산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The inorganic acid may include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or a combination thereof.
상기 셀룰로오스 에테르의 2중량% 수용액의 점도는 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm의 조건에서 측정할 때 1,000~30,000cps일 수 있다. 상기 셀룰로오스 에테르의 2중량% 수용액의 점도가 상기 범위이내이면, 100,000~1,000,000 달톤 범위의 중량평균분자량을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻을 수 있다.The viscosity of the 2 wt% aqueous solution of the cellulose ether may be 1,000 to 30,000 cps as measured by a Brookfield viscometer at 20 ° C and 20 rpm. When the viscosity of the 2 wt% aqueous solution of the cellulose ether is within the above range, acetylated cellulose ether having a weight average molecular weight ranging from 100,000 to 1,000,000 daltons can be obtained.
상기 셀룰로오스 에테르는 메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The cellulose ethers may include methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, or combinations thereof.
상기 셀룰로오스 에테르는 셀룰로오스의 수산기를 에테르화하여 제조될 수 있다. 즉, 셀룰로오스의 에테르화 반응에 의해서, 셀룰로오스 구조내의 수산기 중 일부를 blocking하거나, 상기 수산기 중의 수소를 다른 치환체로 치환함으로써 셀룰로오스 에테르를 형성한다. 이때, 셀룰로오스의 주쇄는 절단되지 않고 유지되지만, 셀룰로오스 내의 수소결합이 파괴되어 상기 셀룰로오스가 비결정 구조로 변환되기 때문에 고분자량의 수용성 셀룰로오스 에테르가 얻어진다.The cellulose ether may be prepared by etherifying the hydroxyl group of cellulose. That is, cellulose ether is formed by blocking a part of the hydroxyl groups in the cellulose structure or replacing hydrogen in the hydroxyl groups with other substituents by the etherification reaction of cellulose. At this time, although the main chain of the cellulose is not cut off, the hydrogen bond in the cellulose is destroyed, and the cellulose is converted into the amorphous structure, so that a water-soluble cellulose ether having a high molecular weight is obtained.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 100,000~1,000,000 달톤(Dalton)의 중량평균분자량을 가질 수 있다.The acetylated cellulose ether may have a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000 Dalton.
이하, 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing the above acetylated cellulose ether will be described in more detail.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 상기 셀룰로오스 에테르, 아세틸화제, 반응매질 및 상기 산촉매를 반응기에 투입하는 단계(S1), 및 상기 반응기 내용물을 열처리하여 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 형성하는 단계(S2)를 포함할 수 있다.The method for producing the acetylated cellulose ether comprises the steps of (S1) introducing the cellulose ether, the acetylating agent, the reaction medium and the acid catalyst into a reactor, and (S2) heat-treating the contents of the reactor to form acetylated cellulose ether .
상기 단계(S1)는 교반하면서 상기 반응매질 및 상기 아세틸화제를 상기 반응기에 투입하는 단계(S1-1), 상기 반응기 내용물을 50~90℃(예를 들어, 60℃)로 가열하는 단계(S1-2), 상기 반응기에 상기 셀룰로오스 에테르를 투입하는 단계(S1-3) 및 상기 반응기에 상기 산촉매를 투입하는 단계(S1-4)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 단계(S1)에서 상기 셀룰로오스 에테르, 상기 아세틸화제, 상기 반응매질 및 상기 산촉매의 투입 순서, 및/또는 상기 반응기 내용물의 가열 시점은 다양하게 선택될 수 있다.The step (S1) comprises the steps of (S1-1) injecting the reaction medium and the acetylating agent into the reactor while stirring, (S1-1) heating the contents of the reactor to 50 to 90 ° C -2), introducing the cellulose ether into the reactor (S1-3), and injecting the acid catalyst into the reactor (S1-4). However, the present invention is not limited thereto. In step (S1), the order of introduction of the cellulose ether, the acetylating agent, the reaction medium and the acid catalyst, and / or the heating time of the reactor contents may be variously selected have.
상기 단계(S1-4)는 상기 단계(S1-3)에서 상기 셀룰로오스 에테르가 상기 반응매질에 완전히 용해된 후 수행될 수 있다.The step (S1-4) may be performed after the cellulose ether is completely dissolved in the reaction medium in the step (S1-3).
상기 반응매질은 아세트산, 피리딘, 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The reaction medium may comprise acetic acid, pyridine, isopropyl alcohol (IPA) or a combination thereof.
상기 아세틸화제는 아세트산 무수물, 아세틸 클로라이드, 디시클로헥실카르보디이미드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The acetylating agent may include acetic anhydride, acetyl chloride, dicyclohexylcarbodiimide, or a combination thereof.
상기 단계(S2)에서 상기 반응기 내용물의 열처리는 50~90℃(예를 들어, 60℃)에서 4~12시간(예를 들어, 6시간) 동안 수행될 수 있다.In the step S2, the heat treatment of the reactor contents may be performed at 50 to 90 ° C (for example, 60 ° C) for 4 to 12 hours (for example, 6 hours).
상기 단계(S2)에서는, 상기 셀룰로오스 에테르에 포함된 수산기 중의 수소원자가 아세틸기(CH3CO-)로 치환되어(이 치환 반응을 아세틸화라고 함) 수불용성 아세틸화 셀룰로오스 에테르가 형성된다. In the step (S2), wherein the hydrogen atom of cellulose acetyl group of the hydroxyl group contained in the ether (CH 3 CO -) is replaced with is formed (is a substitution reaction known as acetylation) water-insoluble cellulose ether acetylation.
하기 화학식 1 및 2에 셀룰로오스의 기본 반복단위인 무수글루코오스(anhydroglucose)가 에테르화 및 이후 아세틸화되어 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 기본 반복단위로 전환되는 과정을 나타내었다.In the following formulas (1) and (2), anhydroglucose, which is a basic repeating unit of cellulose, was etherified and then acetylated to convert it into a basic repeating unit of acetylated cellulose ether.
[화학식 1] [Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
상기 화학식 1은 셀룰로오스가 에테르화되어 히드록시알킬알킬셀룰로오스로 전환된 후, 상기 히드록시알킬알킬셀룰로오스가 아세틸화되어 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환되는 과정을 나타낸 것이고, 상기 화학식 2는 셀룰로오스가 에테르화되어 알킬셀룰로오스로 전환된 후, 상기 알킬셀룰로오스가 아세틸화되어 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환되는 과정을 나타낸 것이다.Wherein the hydroxyalkylalkylcellulose is acetylated and converted to acetylated cellulose ether after the cellulose is etherified and converted to hydroxyalkylalkylcellulose and the cellulose is etherified The conversion of the alkyl cellulose to acetylated cellulose is converted to acetylated cellulose ether after conversion to alkyl cellulose.
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는, 서로 독립적으로, H, CH3, CH2CH2OH 또는 CH2CH(CH3)OH일 수 있고, R3는 H 또는 CH3일 수 있다.In the above formula (1), R 1 and R 2 may be independently of each other H, CH 3 , CH 2 CH 2 OH or CH 2 CH (CH 3 ) OH, and R 3 may be H or CH 3 .
상기 화학식 2에서, R4 및 R5는 각각 H 또는 CH3이고, 상기 R4 및 R5 중 적어도 하나는 CH3이다.In Formula 2, R 4 and R 5 are each H or CH 3 , and at least one of R 4 and R 5 is CH 3 .
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 셀룰로오스 에테르에 존재하는 대부분의 수산기 중의 수소가 소수성기인 아세틸기로 치환된 것일 수 있다. 따라서, 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 물에는 용해되지 않지만, 유기용매에는 용해되는 성질을 갖는다. The acetylated cellulose ether may be one in which most of the hydroxyl groups present in the cellulose ether are replaced with an acetyl group which is a hydrophobic group. Therefore, the acetylated cellulose ether has properties that it is not dissolved in water, but dissolved in an organic solvent.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 수처리용 멤브레인 등에 사용될 수 있다.The acetylated cellulose ether can be used for a water treatment membrane or the like.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법은 상기 단계(S2) 이후에, 교반하면서 상기 반응기 내용물을 물과 혼합하여 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 결정화시키는 단계(S3), 상기 결정화된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 분리하는 단계(S4), 및 상기 분리된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 건조시키는 단계(S5)를 더 포함할 수 있다.The method for preparing the acetylated cellulose ether comprises the steps of: (S3) after the step (S2), crystallizing the acetylated cellulose ether by mixing the contents of the reactor with water with stirring, (S3) separating the crystallized acetylated cellulose ether Step S4, and drying the separated acetylated cellulose ether (S5).
상기 단계(S3)에서 물은 소직경 노즐을 통해 상기 반응기 내용물에 균일하게 분사될 수 있다.In step (S3), water may be uniformly injected into the reactor contents through a small diameter nozzle.
상기 단계(S4)는 상기 반응기 내용물로부터 상기 결정화된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 회수하는 단계이다. 따라서, 상기 상기 단계(S4)는 적당한 크기의 공극을 갖는 필터를 사용하여 수행될 수 있다.The step (S4) is a step of recovering the crystallized acetylated cellulose ether from the reactor contents. Therefore, the step (S4) may be performed using a filter having an appropriate size of air gap.
상기 단계(S5)는 상기 분리된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 완전히 건조시키기에 충분한 온도에서 충분한 시간 동안 수행될 수 있다.The step (S5) may be performed for a sufficient time at a temperature sufficient to completely dry the separated acetylated cellulose ether.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these embodiments.
실시예Example
실시예Example 1~5 및 1 to 5 and 비교예Comparative Example 1~2: 1 to 2: 아세틸화Acetylation 셀룰로오스 에테르의 제조 Preparation of cellulose ether
먼저, 교반기가 장착된 1L 반응기에, 상기 교반기를 200rpm의 속도로 작동시키면서 아세트산(AA) 및 아세트산 무수물(AAH)을 투입하였다. 이후, 상기 반응기 내용물을 60℃로 가열하였다. 이어서, 상기 반응기에 셀룰로오스 에테르(CE)를 투입하였다. 다음에, 상기 셀룰로오스 에테르가 상기 아세트산에 완전히 용해된 후, 상기 반응기에 촉매를 더 투입하였다. 이후, 상기 반응기 내용물을 60℃에서 6시간 동안 가열하여 상기 셀룰로오스 에테르의 아세틸화 반응을 진행시켰다. 결과로서, 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻었다. 이어서, 상기 반응기 내용물을 200rpm의 속도로 교반하면서 물을 주사기를 사용하여 상기 반응기 내용물에 균일하게 분사하였다. 결과로서, 결정화된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻었다. 이후, 450 메쉬 크기를 갖는 필터 시스템(자체 제작)을 사용하여 상기 반응기 내용물로부터 상기 결정화된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 분리하였다. 이어서, 상기 분리된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 70℃에서 4시간 동안 건조시켰다. 결과로서, 건조된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 얻었다. 각 실시예 및 비교예에서 사용된 물질의 종류 및 함량을 하기 표 1에 나타내었다.First, acetic acid (AA) and acetic anhydride (AAH) were added to a 1 L reactor equipped with a stirrer while operating the stirrer at a speed of 200 rpm. The reactor contents were then heated to 60 캜. Cellulose ether (CE) was then added to the reactor. Next, after the cellulose ether was completely dissolved in the acetic acid, a further catalyst was added to the reactor. Then, the content of the reactor was heated at 60 ° C. for 6 hours to proceed with the acetylation reaction of the cellulose ether. As a result, acetylated cellulose ether was obtained. The reactor contents were then homogeneously injected into the reactor contents using a syringe while stirring at 200 rpm. As a result, crystallized acetylated cellulose ether was obtained. The crystallized acetylated cellulose ether was then separated from the reactor contents using a filter system (self-made) having a 450 mesh size. The separated acetylated cellulose ether was then dried at 70 DEG C for 4 hours. As a result, a dried acetylated cellulose ether was obtained. The types and contents of the materials used in the respective Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.
(cps)Viscosity
(cps)
*1: 삼성정밀화학(주), 메셀로스 PMC-40H-1* 1: Samsung Fine Chemicals Co., Ltd., Methylcellus PMC-40H-1
*2: 삼성정밀화학(주), 메셀로스 PMC-40H-2.* 2: Samsung Fine Chemicals Co., Ltd., Mecellose PMC-40H-2.
*3: 삼성정밀화학(주), 메셀로스 FMC-60150* 3: Samsung Fine Chemicals Co., Ltd., Methylcellulose FMC-60150
*4: 소듐 아세테이트
* 4: Sodium acetate
평가예Evaluation example : : 아세틸화Acetylation 셀룰로오스 에테르의 물성 평가 Evaluation of physical properties of cellulose ether
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~2에서 제조된 각각의 아세틸화 셀룰로오스 에테르 시료의 아세틸기 치환도 및 중량평균분자량을 하기와 같은 방법으로 각각 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The acetyl group substitution degree and the weight average molecular weight of each of the acetylated cellulose ether samples prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were measured in the following manner and the results are shown in Table 2 below .
(아세틸기 치환도의 측정)(Measurement of acetyl group substitution degree)
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~2에서 제조된 아세틸화 셀룰로오스 에테르 시료의 비누화 반응에 의해 형성된 유리 아세트산을 알칼리로 적정하여, 상기 각 시료의 아세틸기 치환도(DS)를 측정하였다(ASTM D871-96). Free acetyl groups formed by the saponification reaction of the acetylated cellulose ether samples prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were titrated with alkali to measure the degree of acetyl group substitution (DS) of each sample (ASTM D871-96).
(중량평균분자량의 측정)(Measurement of weight average molecular weight)
상기 각 시료에 대하여 겔 투과 크로마토그래피(Agilent社, 1100 Series)를 사용하여 중량평균분자량(Mw)을 측정하였다. 구체적으로, 각 시료 0.1g을 100g의 테트라하이드로퓨란(HPLC grade)에 용해시킨 후 테트라하이드로퓨란을 이동상으로 하여 25℃의 온도 및 10ml/min의 유속의 조건하에서 중량평균분자량(Mw)을 측정하였다.The weight average molecular weight (Mw) of each sample was measured using gel permeation chromatography (Agilent, 1100 Series). Specifically, 0.1 g of each sample was dissolved in 100 g of tetrahydrofuran (HPLC grade), and tetrahydrofuran was used as a mobile phase, and the weight average molecular weight (Mw) was measured under the conditions of a temperature of 25 ° C and a flow rate of 10 ml / min .
상기 표 2를 참조하면, 중점도(즉, 4,060 및 4,900cps)의 셀룰로오스 에테르는 산촉매의 존재하에서 목표 중량평균분자량(100,000~1,000,000 달톤)을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환된 것으로 나타났다(실시예 1~5). 그러나, 염기성 촉매(즉, 소듐 아세테이트)의 존재하에서는 중점도(즉, 4,060 및 4,900cps)의 셀룰로오스 에테르가 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환되지 않은 것으로 나타났다(비교예 1). 다만, 염기성 촉매(즉, 소듐 아세테이트)의 존재하에서는 저점도(즉, 312cps)의 셀룰로오스 에테르가 목표 중량평균분자량(100,000~1,000,000 달톤)을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르로 전환된 것으로 나타났다(비교예 2).Referring to Table 2 above, the cellulose ethers of intermediate viscosity (i.e., 4,060 and 4,900 cps) were converted to acetylated cellulose ethers having a target weight average molecular weight (100,000 to 1,000,000 daltons) in the presence of an acid catalyst (Example 1 ~ 5). However, in the presence of a basic catalyst (i.e., sodium acetate), the cellulose ethers of intermediate viscosity (i.e., 4,060 and 4,900 cps) were not converted to acetylated cellulose ethers (Comparative Example 1). However, in the presence of a basic catalyst (i.e., sodium acetate), cellulose ethers of low viscosity (i.e., 312 cps) were converted to acetylated cellulose ethers having a target weight average molecular weight (100,000 to 1,000,000 daltons) (Comparative Example 2) .
본 발명은 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (9)
상기 반응기 내용물을 열처리하여 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 형성하는 단계를 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.Introducing a cellulose ether, an acetylating agent, a reaction medium and an acid catalyst into the reactor; And
And heat treating the contents of the reactor to form acetylated cellulose ether.
상기 산촉매는 무기산을 포함하고, 상기 무기산은 염산, 질산, 황산, 인산 또는 이들의 조합을 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the acid catalyst comprises an inorganic acid and the inorganic acid comprises hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or a combination thereof.
상기 셀룰로오스 에테르의 2중량% 수용액의 점도는 브룩필드 점도계로 20℃ 및 20rpm의 조건에서 측정할 때 1,000~30,000cps인 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the viscosity of the 2 wt% aqueous solution of the cellulose ether is 1,000 to 30,000 cps as measured by a Brookfield viscometer at 20 캜 and 20 rpm.
상기 셀룰로오스 에테르는 메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 또는 이들의 조합을 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein the cellulose ether comprises methyl cellulose, hydroxypropyl methylcellulose, hydroxyethyl methylcellulose, hydroxyethylcellulose, or a combination thereof.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 100,000~1,000,000 달톤(Dalton)의 중량평균분자량을 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein the acetylated cellulose ether has a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000 Dalton.
교반하면서 상기 반응기 내용물을 물과 혼합하여 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 결정화시키는 단계;
상기 결정화된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 분리하는 단계; 및
상기 분리된 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 건조시키는 단계를 더 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.The method according to claim 1,
Mixing the contents of the reactor with water while stirring to crystallize the acetylated cellulose ether;
Separating the crystallized acetylated cellulose ether; And
And drying the separated acetylated cellulose ether. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 아세틸화제는 아세트산 무수물, 아세틸 클로라이드, 디시클로헥실카르보디이미드 또는 이들의 조합을 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the acetylating agent comprises acetic anhydride, acetyl chloride, dicyclohexylcarbodiimide, or a combination thereof.
상기 반응매질은 아세트산, 피리딘, 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합을 포함하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the reaction medium comprises acetic acid, pyridine, isopropyl alcohol (IPA), or a combination thereof.
상기 열처리는 50~90℃에서 4~12시간 동안 수행되는 아세틸화 셀룰로오스 에테르의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment is performed at 50 to 90 DEG C for 4 to 12 hours.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140184970A KR20160075234A (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Method of preparing acetylated cellulose ether |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140184970A KR20160075234A (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Method of preparing acetylated cellulose ether |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160075234A true KR20160075234A (en) | 2016-06-29 |
Family
ID=56365740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140184970A KR20160075234A (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Method of preparing acetylated cellulose ether |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20160075234A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017122835A1 (en) * | 2016-01-11 | 2017-07-20 | 롯데정밀화학 주식회사 | Method for preparing acetylated cellulose ether |
-
2014
- 2014-12-19 KR KR1020140184970A patent/KR20160075234A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017122835A1 (en) * | 2016-01-11 | 2017-07-20 | 롯데정밀화학 주식회사 | Method for preparing acetylated cellulose ether |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI415860B (en) | By improving the solubility and thermoreversible gelling of hydroxyalkyl methyl cellulose | |
| JP5820688B2 (en) | Solvent used for dissolving polysaccharide, molded product using the solvent, and method for producing polysaccharide derivative | |
| KR101682466B1 (en) | Acetylated cellulose ether and articles comprising the same | |
| Fox et al. | Synthesis of regioselectively brominated cellulose esters and 6-cyano-6-deoxycellulose esters | |
| Zhou et al. | A facile method for the homogeneous synthesis of cyanoethyl cellulose in NaOH/urea aqueous solutions | |
| KR101749620B1 (en) | Acetylated cellulose ether and articles comprising the same | |
| JP6100915B2 (en) | Process for producing acetylated cellulose ether with improved stain resistance and acetylated cellulose ether obtained therefrom | |
| KR101837634B1 (en) | Acetylated cellulose ether, method of preparing the acetylated cellulose ether and articles comprising the same | |
| KR20160075234A (en) | Method of preparing acetylated cellulose ether | |
| Gao et al. | Rapid transesterification of cellulose in a novel DBU-derived ionic liquid: Efficient synthesis of highly substituted cellulose acetate | |
| KR102213220B1 (en) | Film including acetylated cellulose ether microfiber | |
| EP3415536A1 (en) | Method for preparing acetylated cellulose ether | |
| Heinze et al. | Water-soluble 3-O-(2-methoxyethyl) cellulose: synthesis and characterization | |
| KR101837635B1 (en) | Method of preparing acetylated cellulose ether and acetylated cellulose ether prepared by using the method | |
| Heinze et al. | Recent advances in cellulose chemistry | |
| US3749710A (en) | Method for preparing hydroxyethyl-hydroxybutyl cellulose | |
| CN108440773B (en) | Chitosan oligosaccharide diprimary amine crosslinked gel | |
| CN1730495A (en) | Hydroxy ethyl cellulose preparation method | |
| JP5007985B2 (en) | Polymer brush compound and preparation method thereof | |
| CN106188314A (en) | The preparation method of a kind of modified mixed cellulose ethers and the product obtained by the method | |
| KR101814819B1 (en) | Binder Capable of Being Dissolved in Organic Solvent for Organic Porous Ceramic Extrusion | |
| KR20240041704A (en) | Method for preparation of carboxymethylated starch | |
| Xu | Regioselective Synthesis of Cellulose Derivatives | |
| JPH0475921B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |