RU2309960C1 - Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов - Google Patents
Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309960C1 RU2309960C1 RU2006116156/04A RU2006116156A RU2309960C1 RU 2309960 C1 RU2309960 C1 RU 2309960C1 RU 2006116156/04 A RU2006116156/04 A RU 2006116156/04A RU 2006116156 A RU2006116156 A RU 2006116156A RU 2309960 C1 RU2309960 C1 RU 2309960C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lignocarbohydrate
- mol
- synthesis
- catalyst
- amount
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к получению смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов, и может быть использовано в производстве пластических масс для получения композиционных материалов с минеральными и органическими наполнителями. Способ получения указанных сложных эфиров включает обработку исходного материала ацилирующей смесью уксусного ангидрида и алифатической карбоновой кислоты из расчета 0.5-3.0 моль реагентов на 1 моль гидроксильных групп материала при интенсивном механическом измельчении реакционной смеси при 25°С от 0.5 до 3 ч в присутствии катализатора - сульфата аммония в количестве 5-30% от массы лигноуглеводного материала. Изобретение обеспечивает сокращение расхода реагентов в 3-10 раз, продолжительность процесса до 0.5-3 ч, уменьшение температуры процесса от 100-130°С до 25°С, удешевление процесса. 5 табл.
Description
Изобретение относится к области химической технологии и конкретно к способу получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов и может быть использовано в производстве пластических масс и композиционных материалов с минеральными и органическими наполнителями.
Известен способ получения смешанных сложных эфиров древесины и других лигноцеллюлозных материалов ацилированием смесью уксусный ангидрид - алифатическая карбоновая кислота в среде трифторуксусной кислоты [М.М.Чемерис, Н.П.Мусько и др. Ацилирование лигноцеллюлозных материалов в среде трифторуксусной кислоты. // Известия ВУЗов. Лесной журнал, 2002, №1, с.116-121].
Основными недостатками известного способа являются применение токсичного органического растворителя и повышенная температура для проведения процесса (50÷90°С).
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является способ получения сложных эфиров древесины путем обработки смесью уксусного ангидрида с предельной одноосновной карбоновой кислотой с числом атомов углерода от 2 до 8 в количестве 3÷10 моль на 1 моль ОН групп древесины при 100÷130°С в течение 4÷6 ч в присутствии в качестве катализатора перхлората магния в количестве 20% от массы древесины (прототип) [Патент РФ №2143436, 1999, БИ №36].
Общие признаки прототипа и предлагаемого изобретения заключаются в том, что для ацилирования используется смесь уксусного ангидрида с предельной одноосновной карбоновой кислотой с числом атомов углерода от 3 до 6 и соль в качестве катализатора. К недостаткам прототипа следует отнести длительность процесса 4÷6 ч, повышенную температуру осуществления процесса (100÷130°С), а также высокий расход ацилирующих реагентов (3÷10 моль).
Предлагаемое изобретение позволяет устранить основные недостатки прототипа. Применение интенсивного механического измельчения реакционной смеси приводит к интенсификации процесса: к уменьшению его продолжительности от 4÷6 до 0.5÷3 ч, снижению расхода ацилирующих реагентов от 3÷10 до 0.5÷3 моль на 1 моль ОН групп древесины, а также позволяет уменьшить температуру проведения процесса от 100÷130 до 25°С.
Использование вместо перхлората магния более дешевого катализатора - сульфата аммония позволяет удешевить технологический процесс.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в обработке лигноуглеводных материалов ацилирующей смесью уксусный ангидрид - алифатическая карбоновая кислота с числом атомов углерода от 3 до 6 (С3-С6) в количестве 0.5÷3 моль каждого компонента на 1 моль ОН групп материала при интенсивном механическом измельчении при 25°С в течение 0.5÷3 ч в присутствии 5÷30 мас.% сульфата аммония в качестве катализатора.
Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.
В реактор вибромельницы (промышленный вибратор ИВ 98Б, частота - 2800 см-1) с 15 стальными стержнями (10*100 мм) загружают навеску воздушно-сухих опилок лигноуглеводного материала массой 2.0 г и добавляют уксусный ангидрид и одноосновную предельную карбоновую кислоту с числом атомов углерода от 3 до 6 (из расчета 0.5÷3 моль/моль ОН групп сырья). Температура в реакционной камере - 25°С (термостат). В реактор мельницы загружают 5÷30% сульфата аммония от массы сырья и реакционную смесь подвергают интенсивному механическому измельчению в течение 0.5÷3 ч. Затем полученные продукты выгружают из мельницы и отделяют от размалывающих тел, промывают водой от кислот и катализатора и сушат до постоянной массы.
Пример 1. В вибромельницу (частота - 2800 см-1) с 15 стальными стержнями (10*100 мм) загружают навеску воздушно-сухих опилок древесины осины массой 2.0 г и добавляют уксусный ангидрид и масляную кислоту (из расчета 1 моль/моль ОН групп сырья). Температура в реакционной камере - 25°С (термостат). В реактор мельницы загружают 20% сульфата аммония от массы сырья и реакционную смесь подвергают интенсивному механическому измельчению в течение 0.5 ч. Затем полученный продукт выгружают из мельницы и отделяют от размалывающих тел, промывают водой от кислот и катализатора и сушат до постоянной массы. Растворимость в хлороформе - 43%, содержание связанных кислот: уксусной - 12.4%, масляной - 6.5%.
Примеры 2-6 проведены в условиях, аналогичных примеру 1, но при различной продолжительности механического измельчения (табл.1). При продолжительности менее 0.5 ч получаются продукты, малорастворимые в хлороформе. Увеличение продолжительности механохимической обработки свыше 3 ч нецелесообразно, так как это приводит к большим энергетическим затратам без существенного улучшения качества продуктов.
Примеры 7-10 проведены в условиях, аналогичных примеру 2, но с использованием различных лигноуглеводных материалов (древесина различных пород, недревесное растительное сырье, табл.2). Это позволяет расширить сырьевую базу.
Примеры 11-15 проведены в условиях, аналогичных примеру 2, но при различных количествах ацилирующих реагентов (табл.3). В результате уменьшения количества ацилирующих реагентов менее 0.5 моль получаются продукты, малорастворимые в хлороформе. Увеличение их количества свыше 3 моль приводит к необходимости регенерации ацилирующей смеси и удорожанию процесса.
Пример 16. В вибромельницу (частота - 2800 см-1) с 15 стальными стержнями (10*100 мм) загружают навеску воздушно-сухих опилок древесины осины массой 2.0 г и добавляют уксусный ангидрид и масляную кислоту (из расчета 1 моль/моль ОН групп сырья). Температура в реакционной камере - 25°С (термостат). В реактор мельницы загружают 5% сульфата аммония от массы сырья и реакционную смесь подвергают интенсивному механическому измельчению в течение 1 ч. Затем полученный продукт выгружают из мельницы и отделяют от размалывающих тел, промывают водой от кислот и катализатора и сушат до постоянной массы. Растворимость в хлороформе - 34%, содержание связанных кислот: уксусной - 11.2%, масляной - 5.3%.
Примеры 17-19 проведены в условиях, аналогичных примеру 16, но при различном количестве катализатора - сульфата аммония (табл.4). Использование сульфата аммония в количестве менее 5%-получаются продукты, не растворимые в хлороформе. Применение сульфата аммония в количестве свыше 30% существенно не улучшает свойства продуктов и приводит к удорожанию процесса.
Пример 20 проведен для сравнения с использованием в качестве катализатора перхлората магния. Применение более дешевого сульфата аммония в количествах 5÷30% от массы сырья позволяет получать продукты со сравнимыми свойствами.
Примеры 21-23 проведены в условиях, аналогичных примеру 2, но с использованием в ацилирующей смеси различных карбоновых кислот (табл.5). Применение механохимической обработки позволяет сократить расходы реагентов в 3÷10 раз, продолжительность процесса от 4÷6 до 0.5÷3 ч, уменьшить температуру процесса от 100÷130 до 25°С за счет механохимической активации и в целом удешевить технологический процесс.
Таблица 1 | ||||
Свойства ацетат-бутиратов древесины осины (мольное соотношение реагентов 1:1:1, температура - 25°С) | ||||
Пример | Продолжительность измельчения, ч | Растворимость в хлороформе, % | Содержание связанных кислот, % | |
уксусной | масляной | |||
1 | 0.5 | 43 | 12.4 | 6.5 |
2 | 1.0 | 66 | 18.3 | 7.8 |
3 | 1.5 | 69 | 23.5 | 8.9 |
4 | 2.0 | 75 | 27.8 | 10.6 |
5 | 2.5 | 79 | 32.2 | 11.7 |
6 | 3.0 | 82 | 32.9 | 12.1 |
Таблица 2 | ||||
Свойства ацетат-бутиратов различных лигноуглеводных материалов (мольное соотношение реагентов 1:1:1, продолжительность - 1 ч при 25°С) | ||||
Пример | Лигноуглеводный материал | Растворимость в хлороформе, % | Содержание связанных кислот, % | |
уксусной | масляной | |||
2 | Древесина осины | 66 | 18.3 | 7.8 |
7 | Древесина березы | 54 | 16.1 | 5.6 |
8 | Древесина сосны | 65 | 17.7 | 6.3 |
9 | Подсолнечная лузга | 72 | 19.5 | 8.7 |
10 | Костра льна | 74 | 19.9 | 8.9 |
Таблица 3 | ||||
Свойства ацетат-бутиратов древесины осины (продолжительность - 1 ч при 25°С) | ||||
Пример | Количество ацилирующих реагентов, моль/моль ОН групп древесины | Растворимость в хлороформе, % | Содержание связанных кислот, % | |
уксусной | масляной | |||
2 | 1:1:1 | 66 | 18.3 | 7.8 |
11 | 0.5:0.5:1 | 39 | 10.5 | 4.1 |
12 | 1.5:1.5:1 | 72 | 19.8 | 8.7 |
13 | 2:2:1 | 76 | 21.6 | 9.9 |
14 | 2.5:2.5:1 | 79 | 23.2 | 10.7 |
15 | 3:3:1 | 84 | 24.1 | 11.8 |
Таблица 4 | ||||
Свойства ацетат-бутиратов древесины осины (мольное соотношение реагентов 1:1:1, продолжительность - 1 ч при 25°С) | ||||
Пример | Масса катализатора, % от массы сырья | Растворимость в хлороформе, % | Содержание связанных кислот, % | |
уксусной | масляной | |||
2 | 20 | 66 | 18.3 | 7.8 |
16 | 5 | 34 | 11.2 | 5.3 |
17 | 10 | 48 | 13.6 | 5.9 |
18 | 15 | 55 | 15.4 | 6.5 |
19 | 30 | 69 | 18.9 | 8.5 |
20* | 20 | 60 | 17.2 | 7.2 |
* - катализатор - перхлорат магния. |
Таблица 5 | ||||
Свойства смешанных сложных эфиров древесины осины (мольное соотношение реагентов 1:1:1, продолжительность - 1 ч при 25°С) | ||||
Пример | Карбоновая кислота | Содержание связанных кислот, % | Растворимость в хлороформе, % | |
уксусной | другой | |||
2 | Масляная | 18.3 | 7.8 | 66 |
21 | Пропионовая | 17.8 | 8.2 | 61 |
22 | Валериановая | 19.5 | 7.1 | 73 |
23 | Капроновая | 21.5 | 6.3 | 75 |
Claims (1)
- Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов, включающий обработку исходного материала ацилирующей смесью уксусного ангидрида и алифатической карбоновой кислоты С3-С6 в присутствии катализатора, отличающийся тем, что обработку лигноуглеводных материалов осуществляют ацилирующей смесью из расчета 0,5-3,0 моль каждого реагента на 1 моль гидроксильных групп материала при интенсивном механическом измельчении при 25°С от 0,5 до 3 ч, а в качестве катализатора используют сульфат аммония в количестве 5-30% от массы лигноуглеводного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116156/04A RU2309960C1 (ru) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116156/04A RU2309960C1 (ru) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2309960C1 true RU2309960C1 (ru) | 2007-11-10 |
Family
ID=38958259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006116156/04A RU2309960C1 (ru) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2309960C1 (ru) |
-
2006
- 2006-05-10 RU RU2006116156/04A patent/RU2309960C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT500342B1 (de) | Verfahren zur herstellung von acetyliertem holz | |
KR20150091384A (ko) | 바이오매스 가수분해물의 제조 방법 | |
RU2215755C1 (ru) | Способ получения азотсодержащих производных лигноуглеводных материалов | |
Chapain et al. | Effect of plasticizers on the physicochemical properties of bioplastic extracted from banana peels | |
RU2309960C1 (ru) | Способ получения смешанных сложных эфиров лигноуглеводных материалов | |
EA023989B1 (ru) | Способ кислотно-катализируемой деполимеризации целлюлозы | |
RU2285698C1 (ru) | Способ ацетилирования лигноуглеводных материалов | |
EP2828392B1 (en) | Process for the production of fermentable c5-c6 sugars from oleaginous plant species | |
RU2451690C1 (ru) | Способ этерификации торфа | |
RU2339648C1 (ru) | Способ получения динитратов целлюлозы из лигноцеллюлозного сырья | |
RU2249604C2 (ru) | Способ получения азотсодержащих производных лигноуглеводных материалов | |
EP2278889B1 (en) | Method for treating vegetable material with acid as well as products obtained with this method | |
RU2185394C2 (ru) | Способ получения азотсодержащих производных лигноуглеводных материалов | |
RU2414444C2 (ru) | Способ совместного компостирования отходов городского хозяйства (варианты) | |
RU2643255C2 (ru) | Способ производства кормовых дрожжей из торфа | |
RU2814316C1 (ru) | Способ получения пластичной биоразлагаемой полимерной композиции | |
KR101724205B1 (ko) | 커피부산물을 이용한 생분해성 수지조성물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 생분해성 수지조성물 | |
Yaşar | Esterification of cellulose isolated from black poplar (Populus nigra L.) sawdust with octanoyl chloride | |
EP3728710B1 (en) | A fibre | |
Budiati et al. | Effect Of Hydrogen Peroxide Concentration on The Deacetylation Degree Of Chitosan Extracted From Maggot Waste | |
Ramarao et al. | Modification of Bioplastic from Napier Grass (Pennisetum purpureum) Cellulose with Various Plasticiser | |
RU2291138C2 (ru) | Способ получения азотсодержащего органического удобрения из торфа | |
Volpe et al. | Production of High Energy-dense Solid Biofuel and Biopolymer Filler via Hydrothermal Carbonization of Carob Fruit | |
RU2222515C1 (ru) | Азотсодержащее органическое удобрение | |
Daniar et al. | Effect of ascorbic acid concentration on the properties of biodegradable plastic based on yellow kepok banana (Musa saba) weevil starch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080511 |