RU2322461C2 - Способ получения раствора полисахарида или простого эфира полисахарида и твердая композиция для получения этого раствора - Google Patents

Abstract

Описан способ получения раствора полисахарида или простого эфира полисахарида, имеющего вязкость 1000 мПа·сек или менее, который включает добавление к водной среде полисахарида или простого эфира полисахарида и щелочного деполимеризующего агента. Полисахарид или простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент добавляют в водную среду одновременно. Также описана твердая композиция для получения водных растворов низкомолекулярных простых эфиров полисахаридов с высоким содержанием твердого вещества, содержащая простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент. Щелочной деполимеризующий агент выбирают из группы, состоящей из перкарбоната натрия, пероксида карбамида в сочетании с основанием, персульфата натрия в сочетании с основанием, 3-хлорпероксибензойной кислоты (m-СРВА) в сочетании с основанием и их смесей. Изобретение позволяет получить композицию, применяемую в бумажной промышленности и при пенной флотации для разделения минералов, имеющую требуемую низкую вязкость и высокое содержание твердых продуктов. 2 н. и 8 з.п. ф-лы.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения растворов полисахарида или простого эфира полисахарида, имеющего вязкость 1000 мПа·с или менее, и к твердой композиции, содержащей простой эфир полисахарида.

Низкомолекулярные водорастворимые полисахариды, в частности водорастворимые простые эфиры полисахаридов, такие как натрий карбоксиметил целлюлоза, часто упоминаемая как карбоксиметил целлюлоза, используются в различных областях, например в бумагоделательной промышленности и при пенной флотации для разделения минералов. Для применений в бумагоделательной промышленности, в частности в промышленности папиросной бумаги, имеется необходимость в препаратах низкой вязкости, содержащих карбоксиметил целлюлозу, имеющих высокое содержание твердых продуктов. Такие препараты могут быть получены только из низкомолекулярных водорастворимых полисахаридов или простых эфиров полисахаридов. Пенная флотация представляет собой повсеместно используемый способ обогащения минералов при выделении благородных металлов из бесполезных породных минералов. Низкомолекулярные полисахариды и простые эфиры полисахаридов, такие как карбоксиметил целлюлоза низкой вязкости, считаются более эффективными при осаждении таких породных минералов, чем высокомолекулярные полисахариды.

Низкомолекулярные полисахариды могут быть получены из более высокомолекулярных полисахаридов путем уменьшения молекулярной массы. Низкомолекулярные водорастворимые простые эфиры полисахаридов могут быть получены либо путем соответствующего выбора исходного материала для получения простого эфира полисахарида, или они могут быть получены из более высокомолекулярных полисахаридов или простых эфиров полисахаридов путем уменьшения молекулярной массы во время или после их синтеза.

В литературе, для уменьшения молекулярной массы полисахаридов и простых эфиров полисахаридов, как правило, используется водный раствор перекиси водорода. Например, патент США 6054511 описывает способ для производства водной композиции полисахаридов с низкой вязкостью, с высоким содержанием твердых продуктов, включающий в себя ступенчатое или непрерывное взаимодействие полисахарида или простого эфира полисахарида с перекисью водорода, с получением водных композиций, с содержанием твердых продуктов, большим, чем 5% массовых, и с вязкостью, при 25°C, ниже 9500 мПа·с. Предпочтительно 30-50% водный раствор перекиси водорода используется для деполимеризации полисахарида или простого эфира полисахарида.

Европейский патент EP 0136722 описывает способ для получения карбоксиметил этил целлюлозы, которая является пригодной для использования в покрытии для энтерального всасывания. Способ включает в себя деполимеризацию карбоксиметил этил целлюлозы путем растворения карбоксиметил этил целлюлозы в водном растворе основного соединения и добавления пероксида к раствору. После деполимеризации полученный основной раствор нейтрализуется с помощью кислоты. Предпочтительные примеры основного соединения представляют собой аммоний, водорастворимые амины и гидроксиды щелочных металлов. Предпочтительный водорастворимый пероксид представляет собой перекись водорода. Деполимеризация осуществляется в присутствии основного соединения для уменьшения количества сложноэфирных связей, то есть для понижения уровня этерификации.

Неудобство использования перекиси водорода заключается в том, что деполимеризация полисахарида или простого эфира полисахарида занимает несколько часов, как правило, примерно от 4 до 7 ч, в примерах патента США 6054511. В примерах Европейского патента EP 0136722 сообщается о временах реакции деполимеризации примерно от 5 до 6 ч. Дополнительный недостаток заключается в том, что вся оставшаяся перекись водорода должна быть разрушена до того, как извлекается полисахарид или простой эфир полисахарида, и это представляет собой проблему безопасности. Кроме того, перекись водорода является доступной только в форме водного раствора, и это представляет собой проблему при манипуляциях, хранении и транспортировке.

Другой недостаток перекиси водорода заключается в том, что ее использование не всегда приводит к той степени деполимеризации, которая является желательной в бумагоделательной промышленности, в особенности, когда простой эфир полисахарида производится в так называемом сухом способе.

Патент США 5708162 описывает способ получения низкомолекулярного простого эфира полисахарида, включающий сначала введение относительно высокомолекулярного простого эфира полисахарида в суспензию, например в пульпу, добавление пербората и осуществление окислительной деградации в щелочной среде, при температуре, находящейся в пределах между 25 и 90°C. Как правило, исходные материалы для получения простых эфиров полисахаридов, в частности простых эфиров целлюлозы, также получают в виде суспензии. Продукт деполимеризованного простого эфира полисахарида выделяют в сухой форме.

Неудобство этого способа заключается в том, что деполимеризация имеет место в суспензии, как правило, с использованием изопропанола или смеси изопропанола и воды. Использование органических растворителей, таких как изопропанол, является нежелательным и представляет собой проблему, связанную с отходами и окружающей средой. Это также увеличивает объем исходных материалов и конечного продукта и, таким образом, увеличивает стоимость производства, хранения и транспортировки. Кроме того, суспензия низкомолекулярного простого эфира полисахарида, которая формируется в способе патента США 5708162, в частности, является непригодной для использования в бумагоделательной промышленности, которая требует водных растворов низкой вязкости и имеющих высокое содержание твердых продуктов. Разумеется, является неудобным сначала выделять и сушить продукт деполимеризованного простого эфира полисахарида, а затем растворять его в воде.

Международная заявка WO 01/07485 описывает способ деполимеризации полисахаридов или производных полисахаридов при повышенных температурах, включающий (i) смешивание, по меньшей мере, одного полисахарида с заданным количеством, по меньшей мере, одного пероксосоединения и (ii) необязательное взаимодействие полисахарида из смеси с дериватизирующим реагентом, для получения производного полисахарида. Этот документ дополнительно описывает смесь, содержащую, по меньшей мере, один полисахарид и, по меньшей мере, одно пероксосоединение. Считается, что описываемый способ делает возможным деполимеризацию полисахаридов на одной стадии и дает возможность для одновременного или последующего получения производных, имеющих желаемую степень полимеризации. Пригодные для использования полисахариды представляют собой крахмал, целлюлозу, инулин, хитин, альгиновую кислоту и гуаровую смолу. Пригодные для использования пероксосоединения представляют собой гидропероксид мочевины (то есть "перкарбамид" или пероксид карбамида), перкарбонат и перборат. Все примеры этого документа относятся к получению низкомолекулярного карбамата целлюлозы с использованием мочевины и гидропероксида мочевины. Деполимеризация или деполимеризация/дериватизация полисахарида в соответствии со способом заявки на Международный патент WO 01/07485 осуществляется в суспензии в ксилоле, и это заключает в себе несколько недостатков, как описано выше.

В дополнение к этому авторы обнаружили, что использование пероксида карбамида как такового не приводит к желаемому уменьшению вязкости полимера в течение разумного периода времени, и, таким образом, также и по этой причине технология, описанная в этом документе, является непригодной для промышленного использования.

V.N.Kislenko and E.I.Kuryatnikov, Russian Journal of General Chemistry, Vol.70, 2000, pp.1410-1412, - описывают кинетику деградации водорастворимых простых эфиров целлюлозы, таких как карбоксиметил целлюлоза, гидроксиэтил целлюлоза и метил целлюлоза, под действием персульфата аммония. Этот документ не описывает или не предлагает способ по настоящему изобретению.

Настоящее изобретение предусматривает решение указанных выше проблем.

В соответствии с настоящим изобретением предусматривается способ получения раствора полисахарида или простого эфира полисахарида, имеющего вязкость 1000 мПа·с или менее, включающий добавление к водной среде полисахарида или простого эфира полисахарида и щелочного деполимеризующего агента.

Кроме того, настоящее изобретение относится к твердой композиции, содержащей простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент, содержащей 0,25-15 молярных эквивалентов основания на моль деполимеризующего агента.

Кроме исключения указанных выше недостатков настоящее изобретение дает возможность получить композицию, применяемую в промышленности, имеющую желаемую низкую вязкость и высокое содержание твердых продуктов, когда она растворяется в водной среде. Способ по настоящему изобретению может осуществляться в одну стадию, в пределах приемлемого периода времени, почти с полным потреблением деполимеризующего агента и с использованием легко доступных более высокомолекулярных простых эфиров полисахаридов.

В контексте настоящего описания термин "водная среда" относится к жидкой среде, в основном содержащей воду, в которой деполимеризованный полисахарид или простой эфир полисахарида, получаемый в способе по настоящему изобретению, растворяется полностью. Заметим, что и другие растворители могут использоваться в дополнение к воде, постольку, поскольку получаемый деполимеризованный полисахарид или простой эфир полисахарида может растворяться в среде. Наиболее предпочтительным является использование одной воды, без каких-либо других растворителей, поскольку вода не создает проблем для окружающей среды.

Отметим далее, что термин "содержание твердых продуктов" относится к массовому проценту растворенных соединений, включая полисахарид или простой эфир полисахарида, в растворе, по отношению к общей массе раствора. Это содержание может быть определено путем измерения массы раствора и измерения массы твердых продуктов после удаления водной среды из раствора, например, путем сушки посредством нагрева при 140°C, пока масса твердых продуктов не станет постоянной, а затем деления массы твердых продуктов после сушки на массу раствора и умножения на сто.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно используется щелочной деполимеризующий агент, содержащий 0,25-10, более предпочтительно 0,25-5, еще более предпочтительно 0,5-2 молярных эквивалента основания на моль деполимеризующего агента.

Щелочной деполимеризующий агент, как правило, находится в твердой форме при комнатной температуре и является растворимым в воде при температурах, используемых в способе по настоящему изобретению. Деполимеризующий агент может быть щелочным сам по себе, таким как перкарбонат натрия, который содержит приблизительно 0,7 молярного эквивалента карбоната натрия на моль пероксида. Агент может также содержать пероксосоединение и дополнительное основание. В таком случае щелочной деполимеризующий агент предпочтительно содержит 0,25-15 молярных эквивалентов основания на моль пероксосоединения.

Пригодные для использования примеры щелочных деполимеризующих агентов и пероксосоединений, содержащихся в них, описаны N.Steiner and W.Eul, по пероксидам и соединениям пероксидов, неорганическим пероксидам, в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Inc. 2001 (online posting date of July 13, 2001), в частности главу 3, по пероксидам группы 13 (IIIB), главу 6, по пероксидам группы 16 (VIB), и главу 8, по пероксогидратам, и J.Sanchez and T.N.Myers, по пероксидам и соединениям пероксидов, органическим пероксидам, в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Inc. 1996 (online posting date of December 4, 2000), в частности главу 6, по пероксикислотам.

Пригодные для использования примеры щелочных деполимеризующих агентов для использования в соответствии с настоящим изобретением включают в себя перкарбонат натрия, перборат натрия, пероксид карбамида в сочетании с основанием, персульфат натрия в сочетании с основанием, 3-хлорпероксибензойную кислоту (m-CPBA) в сочетании с основанием и их смеси. Любое основание может использоваться в соответствии с настоящим изобретением. Пригодные для использования примеры включают в себя гидроксид натрия и карбонат натрия. Предпочтительное основание представляет собой карбонат натрия.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно используются перкарбонат натрия, перборат натрия или персульфат натрия в сочетании с основанием. Наиболее предпочтительно используются перкарбонат натрия или персульфат натрия в сочетании с основанием.

В растворах, имеющих содержание твердых продуктов ниже 15% массовых, наиболее предпочтительным является перкарбонат натрия. Особенно пригодным для использования, для растворов, имеющих содержание твердых продуктов 15% массовых или выше, является персульфат натрия в сочетании с основанием.

Отмечено, что другие соли щелочных деполимеризующих агентов, такие как соли калия или аммония, также являются пригодными для использования в настоящем изобретении. Указанные выше примеры пригодных для использования щелочных деполимеризующих агентов, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, являются коммерчески доступными и являются относительно дешевыми материалами. Преимуществом является то, что могут быть приготовлены твердые смеси полисахарида или простого эфира полисахарида и щелочного деполимеризующего агента. Любая желаемая конечная вязкость водного раствора полисахарида или простого эфир полисахарида может быть получена путем определения необходимого количества щелочного деполимеризующего агента в твердой композиции с использованием рутинных экспериментов.

Обнаружено, что указанные твердые композиции могут легко храниться, транспортироваться и подвергаться манипуляциям. Деполимеризация полимера может инициироваться путем добавления твердой композиции простого эфира полисахарида и щелочного деполимеризующего агента в воду, как правило, в водопроводную воду, и перемешивания полученной смеси в течение соответствующего периода времени, если желательно, при повышенной температуре. Простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент также могут добавляться в воду по отдельности, в одно и то же время.

Однако когда полисахарид или простой эфир полисахарида добавляют в водный раствор щелочного деполимеризующего агента, деполимеризующий агент может разложиться до того, как он станет способным к деполимеризации полимера, и это уменьшает эффективность реакции деполимеризации. Предпочтительно по этой причине полисахарид или простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент добавляются в воду одновременно, либо по отдельности, либо в форме твердой композиции полисахарида или простого эфира полисахарида и щелочного деполимеризующего агента. Деполимеризация полисахарида или простого эфира полисахарида, как правило, имеет место после добавления полимера и щелочного деполимеризующего агента в водную среду.

Преимущество использования твердой композиции, содержащей простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент, в соответствии с настоящим изобретением, заключается в том, что деполимеризация простого эфира полисахарида может осуществляться, например, поставщиком бумагоделательной промышленности или в самой бумагоделательной промышленности, непосредственно перед тем, как потребуется водный раствор с высоким содержанием твердых продуктов и с низкой вязкостью.

Деполимеризация в соответствии с настоящим изобретением может осуществляться с использованием обычного оборудования, например с помощью полностью перемешиваемого реактора из стекла или нержавеющей стали.

Способ по настоящему изобретению может осуществляться в широком диапазоне температур - практический диапазон составляет от 25 до 95°C - как правило, посредством перемешивания при заданной температуре в течение некоторого периода времени, пока не будет получена конечная или желаемая вязкость. В промышленности насосы, которые используются для дозировки химикалиев, таких как карбоксиметил целлюлоза, как правило, должны работать при вязкостях до 1000 мПа·с (реометр Brookfield LV, 25°C, 30 об/мин). Оптимальное время, температура и условия перемешивания должны определяться специалистом в данной области, с использованием рутинных экспериментов и настоящего описания, и примеров, описанных ниже, в качестве инструкций. В промышленности используются водяные растворы, имеющие вязкость, как правило, по меньшей мере, 1 мПа·с, предпочтительно, по меньшей мере, 10 мПа·с, более предпочтительно, по меньшей мере, 20 мПа·с, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 50 мПа·с, и, как правило, самое большее 1000 мПа·с, предпочтительно самое большее 800 мПа·с, более предпочтительно самое большее 600 мПа·с, и наиболее предпочтительно самое большее 400 мПа·с (реометр Brookfield LV, 25°C, 30 об/мин).

Преимущественным является осуществление деполимеризации в соответствии с настоящим изобретением при повышенной температуре. Предпочтительно выбранная температура равна, по меньшей мере, 35°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 40°C, и самое большее 80°C, предпочтительно самое большее 75°C, и наиболее предпочтительно самое большее 70°C. Температура может изменяться или поддерживаться на одном и том же уровне в течение всего процесса деполимеризации. Например, в зависимости от желаемых условий реакции сначала температура может быть относительно низкой, а затем увеличиваться для поддержания одинаковой скорости деполимеризации в течение всего процесса. Однако в некоторых процессах деполимеризации температура раствора увеличивается без активного нагрева раствора. В таких процессах может быть желательным активное поддержание температуры на одном и том же уровне.

Полученный водный раствор, который получают в соответствии со способом по настоящему изобретению, является готовым для использования в промышленности и не должен подвергаться какой-либо дополнительной обработке.

В соответствии с настоящим изобретением может использоваться любой полисахарид или простой эфир полисахарида. Пригодные для использования примеры описаны как смолы, J.N.BeMiller, по углеводам, в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Inc. 1992 (online posting date of December 4, 2000), в частности в главе 5. Могут использоваться либо технические, либо очищенные сорта этих полимеров.

Пригодные для использования примеры полисахаридов включают в себя гуаровую смолу, декстрин, ксантановую смолу, карижинан и аравийскую камедь. Пригодные для использования примеры простых эфиров полисахаридов включают в себя карбоксиметиловое (CM), гидроксипропиловое (HP), гидроксиэтиловое (HE), этиловое (E), метиловое (M), гидрофобно модифицированное (HM) производное, производное на основе четвертичного аммония (QN) и смешанные эфирные производные целлюлозы(C), гуара (G) и крахмала (S), такие как HEC, HPC, EHEC, CMHEC, HPHEC, MC, MHPC, MHEC, MEHEC, CMC, CMMC, CMG, HEG, HPG, CMHPG, HMCMC, HMHEC, HMHPC, HMEHEC, HMCMHEC, HMHPHEC, HMMC, HMMHPC, HMMHEC, HMCMMC, HMG, HMCMG, HMHEG, HMHPG, HMCMHPG, QNCMC и HPS. Такие полисахариды и простые эфиры полисахаридов известны в данной области и либо являются коммерчески доступными, либо могут быть произведены с использованием способов, которые известны как таковые в данной области. Карбоксиметиловые производные, как правило, используются в форме соли щелочного металла, обычно в виде его натриевой соли.

Предпочтительно в соответствии с настоящим изобретением используют простой эфир полисахарида. Предпочтительно простой эфир полисахарида выбирают из группы, состоящей из CMC, HMCMC, HEC, HMHEC, EHEC и HMEHEC. Более предпочтительно простой эфир полисахарида представляет собой CMC или карбоксиметил целлюлозу.

Молекулярная масса (MW) полисахарида или простого эфира полисахарида, который должен использоваться в соответствии с настоящим изобретением, может изменяться в широком диапазоне. Молекулярная масса, как правило, находится в пределах от 25000 до 3000000, предпочтительно от 25000 до 500000, более предпочтительно от 50000 до 250000 Да.

Количество полисахарида или простого эфира полисахарида, которое должно использоваться в соответствии с настоящим изобретением, может изменяться в широком диапазоне. Как правило, оно зависит от желаемого содержания твердых продуктов в получаемом водном растворе. Как правило, содержание твердых продуктов раствора равно, по меньшей мере, 1% массовому, предпочтительно, по меньшей мере, 2% массовым, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 5% массовым, и самое большее, 40% массовым, предпочтительно самое большее, 30% массовым, и наиболее предпочтительно самое большее, 25% массовым, по отношению к общей массе водной композиции. В бумагоделательной промышленности используется содержание твердых продуктов, предпочтительно составляющее от 5 до 15% массовых, более предпочтительно от 7 до 10% массовых.

Количество щелочного деполимеризующего агента, которое должно использоваться в соответствии с настоящим изобретением, также может изменяться в широком диапазоне, и, как правило, будет определяться желаемой конечной вязкостью водного раствора полисахарида или простого эфира полисахарида. Практическое количество, которое должно использоваться, равно от 0,1 до 30, предпочтительно от 0,5 до 15, более предпочтительно от 2 до 10% массовым, по отношению к массе полисахарида или простого эфира полисахарида. Молекулярная масса деполимеризованного полисахарида или простого эфира полисахарида, как правило, находится в диапазоне от 10000 до 250000 Да.

Специалистам в данной области известно, что взаимодействия с пероксидами могут катализироваться примесями, подобными ионам переходных металлов, обычно присутствующими в водопроводной воде. Если необходимо, такие примеси могут добавляться в обычном количестве в способ по настоящему изобретению. Необязательно любой из известных активаторов, которые рассматриваются для пербората натрия в патенте США 5708162, может использоваться в обычном количестве в способе по настоящему изобретению.

Деполимеризация полисахарида или простого эфира полисахарида может легко отслеживаться посредством определения вязкости водного раствора. Количество щелочного деполимеризующего агента в реакционной смеси может определяться как функция времени любым удобным способом. Например, количество пероксида может определяться либо посредством йодометрического титрования, либо с использованием палочек для теста на пероксид, которые являются коммерчески доступными. Полученный водный раствор, содержащий деполимеризованный полисахарид или простой эфир полисахарида, может использоваться, когда достигается либо конечная, либо желаемая вязкость. Если в растворе остается малое количество щелочного деполимеризующего агента, деполимеризующий агент может нейтрализоваться с помощью способов, известных специалистам в данной области. Предпочтительно щелочной деполимеризующий агент удаляется путем реакции, что делает нейтрализацию абсолютно ненужной. Таким образом, получают водный раствор, который является безопасным и простым в обращении.

Настоящее изобретение иллюстрируется с помощью следующих далее примеров.

Пример 1

В перемешиваемом реакторе из нержавеющей стали 32,5 г CMC (Akucell AF 0305, от Akzo Nobel, имеющая содержание воды 7,6% и вязкость 4,757 мПа·с, для 6% массовых водного раствора указанной CMC, если измерять с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 10 об/мин и 25°C) растворяют в 467,5 г водопроводной воды, при 65°C, с получением 6% массовых водного раствора CMC. К этому водному раствору 0,60 г перкарбоната натрия (от Aldrich), то есть 2% массовых, по отношению к количеству CMC, добавляют в течение одной минуты, при энергичном перемешивании. Образцы отбирают через 0,25, 0,5 и 1 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 297, 200 и 212 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 96, 100 и 100% соответственно. MW падает от 132000 Да, в начале, до 82700 Да, после 1 ч перемешивания.

Пример 2

37,5 г CMC (Akupure 0310, от Akzo Nobel, имеющей содержание воды 8,8% и вязкость 2,843 мПа·с, для 6,9% массовых водного раствора указанного CMC, если измерять с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 10 об/мин и 25°C) добавляют в течение одной минуты к 462,5 г водопроводной воды, при 50°C, в перемешиваемый полностью стеклянный реактор. Затем 1,875 г перкарбоната натрия, то есть 5% массовых, по отношению к количеству CMC, добавляют в течение одной минуты, при энергичном перемешивании. Образцы отбирают через 0,25 и 0,5 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 388 и 239 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 78 и 95% соответственно. При деполимеризации MW падает от 94000 до 61000 Да.

Пример 3

Сухую смесь из 32,5 г CMC (Akucell AF 0305, смотри пример 1) и 0,60 г перкарбоната натрия приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение одной минуты к 467,5 г водопроводной воды, при 65°C, в реакторе из нержавеющей стали. Образцы отбирают через 0,25 и 0,5 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 365 и 330 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 99 и 100% соответственно.

Пример 4

Результаты, подобные примеру 3, получают после полного потребления перкарбоната натрия, когда деполимеризация осуществляется при 55, 50 или 45°C. Чем ниже температура, тем медленнее потребление перкарбоната натрия. Полное потребление перкарбоната натрия при температуре реакции 50°C происходит в течение 0,5 ч.

Пример 5

Сухую смесь из 32,0 г CMC (Akucell AF 0305, смотри пример 1, но содержащую 6,2% воды) и 0,88 г пербората натрия (от Aldrich) приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение одной минуты к 468 г водопроводной воды, при 50°C, в полностью стеклянный реактор. Образцы отбирают через 0,25, 0,5, 1 и 2 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 564, 369, 264 и 202 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 58, 75, 90 и 98% соответственно.

Пример 6

Сухую смесь 40,0 г из технической CMC (Gabrosa PA 386, имеющей содержание воды 5,8% и вязкость 7,049 мПа·с, для 7,5% массовых водного раствора указанного CMC, если измерять с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 1 об/мин и 25°C) и 0,80 г перкарбоната натрия приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение одной минуты к 460,0 г водопроводной воды при 67°C в реакторе из нержавеющей стали. Образцы отбирают через 0,25 и 0,5 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 251 и 233 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида определяют путем использования палочек для тестов на пероксид (Quantofic® Peroxyde 25), и, как обнаружено, он равен 99 и 100% соответственно. Наблюдают уменьшение MW от 165800 до 63700 Да.

Пример 7

Сухую смесь из 32,0 г CMC (Akucell AF 0305, смотри пример 1, но содержащей 6,2% воды), 1,37 г персульфата натрия (от Aldrich) и 0,40 г карбоната натрия (от Aldrich) приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение одной минуты к 468,0 г водопроводной воды, при 50°C, в перемешиваемом полностью стеклянном реакторе. Образцы отбирают через 0,25, 0,5 и 1,0 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 563, 178 и 63 мПа·с соответственно.

Сравнительный пример A

32,0 г CMC (Akucell AF 0305, смотри пример 1, но содержащей 6,2% воды) добавляют в течение одной минуты к 468,0 г водопроводной воды, при 60°C, в перемешиваемом полностью стеклянном реакторе. Непосредственно после добавления CMC 1,40 г 3-хлорпероксибензойной кислоты (от Akzo Nobel, содержание активного вещества 71%) добавляют в течение одной минуты при энергичном перемешивании. Образцы отбирают через 0,5, 1,0, и 2,0 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 859, 592 и 388 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 45, 64 и 80% соответственно.

Пример 8

32,0 г CMC (Akucell AF 0305, смотри пример 1, но содержащей 6,2% воды) добавляют в течение одной минуты к 468,0 г водопроводной воды, при 60°C, в перемешиваемом полностью стеклянном реакторе. Непосредственно после добавления CMC 1,40 г 3-хлорпероксибензойной кислоты (от Akzo Nobel, содержание активного вещества 71%) и 0,40 г карбоната натрия добавляют в течение одной минуты при энергичном перемешивании. Образцы отбирают через 0,25, 0,5 и 1,0 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 495, 295 и 205 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 78, 91 и 97% соответственно. При деполимеризации наблюдается уменьшение MW от 126400 до 80500 Да.

При сравнении результатов сравнительного примера A и примера 8 последний пример показывает более высокое потребление пероксида и более низкую вязкость после более короткого периода времени, то есть скорость реакции является более высокой.

Пример 9

В перемешиваемом полностью стеклянном реакторе 32,2 г EHEC (Bermocoll E270, от Akzo Nobel, имеющей содержание воды 6,8% и вязкость 104,000 мПа·с, для 6% массовых водного раствора указанной EHEC, если измерять с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 0,5 об/мин и 25°C) растворяют в 467,8 г водопроводной воды, при 50°C, с получением 6% массовых водного раствора EHEC. К этому водному раствору 1,50 г перкарбоната натрия (от Aldrich), то есть 5% массовых, по отношению к количеству EHEC, добавляют в течение одной минуты при энергичном перемешивании. Образцы отбирают через 0,5 и 1,0 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 10 и 30 об/мин, соответственно, и 25°C) этих образцов составляет 2,693 и 1,128 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 95 и 98% соответственно.

Пример 10

В перемешиваемом полностью стеклянном реакторе 21,5 г EHEC (Bermocoll E320G, от Akzo Nobel, имеющей содержание воды 6,9% и вязкость 39,000 мПа·с для 4% массовых водного раствора указанной EHEC, если измерять с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 1 об/мин и 25°C) растворяют в 4787,5 г водопроводной воды при 55°C, с получением 4% массовых водного раствора EHEC. К этому водному раствору 1,00 г перкарбоната натрия (от Aldrich), то есть 5% массовых, по отношению к количеству EHEC, добавляют в течение одной минуты при энергичном перемешивании. Образцы отбирают через 0,25, 0,5 и 1,0 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 460, 329 и 267 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 87, 97 и 99% соответственно. Наблюдается уменьшение MW от 854700 до 141900 Да после 1,0 ч перемешивания.

Пример 11

Сухую смесь из 11,2 г гуаровой смолы (от Dinesh Enterprises, имеющей содержание воды 10,3% и вязкость 350000 мПа·с, для 2% массовых водного раствора указанной гуаровой смолы, если измерять с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 1 об/мин и 20°C) и 0,50 г перкарбоната натрия приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение одной минуты к 488,9 г водопроводной воды, при 70°C, в перемешиваемом полностью стеклянном реакторе. Образцы отбирают через 1,0 и 2,0 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 301 и 158 мПа·с соответственно. Процент потребляемого пероксида, вычисленный с помощью йодометрического титрования, равен 80 и 95% соответственно. При деполимеризации наблюдается уменьшение MW от 1914000 до 180200 Да.

Пример 12

Сухую смесь из 75,0 г CMC (Akucell AF 0310, смотри пример 2), 7,50 г персульфата натрия (от Aldrich) и 7,50 г карбоната натрия (от Aldrich) приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение 5 мин в 425,0 г водопроводной воды, при 50°C, в перемешиваемом полностью стеклянном реакторе, с получением 15% (мас./мас.) раствора CMC.

Образцы отбирают через 0,5, 2 и 4 и 5 ч перемешивания. Вязкость (измеренная с помощью реометра Brookfield LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) этих образцов составляет 650, 69, 39 и 33 мПа·с соответственно. В соответствии с йодометрическим титрованием весь персульфат потребляется в течение 5 ч.

Пример 13

Сухую смесь 125 г CMC (Gabrosa PA 186), 12,5 г персульфата натрия (от Aldrich) и 12,5 г карбоната натрия (от Aldrich) приготавливают путем смешивания с помощью шпателя. Смесь добавляют при энергичном перемешивании в течение 5 мин в 375,0 г водопроводной воды, при 50°C, в перемешиваемом полностью стеклянном реакторе, с получением 25% (мас./мас.) раствора CMC.

В пределах 1 ч вязкость падает ниже 1000 мПа·с. В соответствии с йодометрическим титрованием весь персульфат потребляется в течение 4 ч. Раствор демонстрирует тиксотропное поведение. Вязкость через 4 ч (измеренная с помощью реометра Brookfieid LV, работающего при 30 об/мин и 25°C) хорошо перемешанного со сдвигом образца равна 625 мПа·с.

Claims (10)

1. Способ получения раствора полисахарида или простого эфира полисахарида, имеющего вязкость 1000 мПа·с или менее, включающий добавление к водной среде полисахарида или простого эфира полисахарида и щелочного деполимеризующего агента, отличающийся тем, что полисахарид или простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент добавляют в водную среду одновременно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердая композиция, содержащая полисахарид или простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент, добавляется к водной среде.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что щелочной деполимеризующий агент выбирают из группы, состоящей из перкарбоната натрия, пербората натрия, пероксида карбамида в сочетании с основанием, персульфата натрия в сочетании с основанием, 3-хлорпероксибензойной кислоты (m-СРВА) в сочетании с основанием и их смесей.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что основание представляет собой гидроксид натрия или карбонат натрия.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что щелочной деполимеризующий агент представляет собой перкарбонат натрия, перборат натрия или персульфат натрия в сочетании с основанием.

6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что простой эфир полисахарида выбирают из группы, состоящей из карбоксиметил целлюлозы, гидрофобно модифицированной карбоксиметил целлюлозы, гидроксиэтил целлюлозы, гидрофобно модифицированной гидроксиэтил целлюлозы, этил гидроксиэтил целлюлозы и гидрофобно модифицированной этил гидроксиэтил целлюлозы.

7. Твердая композиция, для получения водных растворов низкомолекулярных простых эфиров полисахаридов с высоким содержанием твердого вещества, содержащая простой эфир полисахарида и щелочной деполимеризующий агент, отличающаяся тем, что щелочной деполимеризующий агент выбирают из группы, состоящей из перкарбоната натрия, пероксида карбамида в сочетании с основанием, персульфата натрия в сочетании с основанием, 3-хлорпероксибензойной кислоты (m-СРВА) в сочетании с основанием и их смесей.

8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что деполимеризующий агент представляет собой перкарбонат натрия или персульфат натрия в сочетании с основанием.

9. Композиция по любому из пп.7 и 8, отличающаяся тем, что простой эфир полисахарида выбирают из группы, состоящей из карбоксиметил целлюлозы, гидрофобно модифицированной карбоксиметил целлюлозы, гидроксиэтил целлюлозы, гидрофобно модифицированной гидроксиэтил целлюлозы, этил гидроксиэтил целлюлозы и гидрофобно модифицированной этил гидроксиэтил целлюлозы.

10. Композиция по любому из пп.7 и 8, содержащая карбоксиметил целлюлозу и перкарбонат натрия.