Получение и изучение сульфатов микрокристаллической целлюлозы древесины осины

1.3 Свойства сульфатов целлюлозы

Растворимость сульфатов целлюлозы в воде и водных растворах NaOH зависит как от степени замещения и степени полимеризации, так и от равномерности распределения заместителей.

Полученные в работе [49] препараты сульфата целлюлозы в Н-форме растворялись в воде при γ > 50: при значении γ = 35 - 40 в воде полностью растворяется калиевая соль сульфата целлюлозы.

При повышении равномерности распределения заместителей путем предварительной активации целлюлозы кипящим пропанолом [20] или этилендиамином [18] были получены препараты сульфата целлюлозы, полностью растворимые в 6%-ном растворе NaOH при замораживании и при комнатной температуре [18, 50].

Водорастворимые препараты Na-соли сульфата целлюлозы в разбавленных водных растворах являются типичными полиэлектролитами. Согласно [21], по способности сольватироваться водой соли сульфата, целлюлозы могут быть расположены в ряд: Na-соль > К-соль > Ва-соль. Соли сульфата целлюлозы с большинством поливалентных металлов (Mg, Сu, Zn) растворимы в воде.

Согласно данным, полученным рядом авторов [21, 36, 14], сульфаты целлюлозы сравнительно устойчивы к щелочному гидролизу и более легко омыляются в кислой среде. Омыление сульфатных групп происходит с различной скоростью, причем сульфатные группы, этерифицирующие вторичные гидроксильные группы, омыляются значительно быстрее, чем: первичные [21].

Вывод о различной устойчивости сульфатных групп к действию омыляющих реагентов подтверждается и полученными ранее данными Вейцман [36], которая показала, что при выдерживании трисульфата целлюлозы во влажной атмосфере в течение нескольких дней при 20°С (или 2-4 ч при 45°С) отщепляется часть связанной серной кислоты и получается продукт с γ = 150. Остальная связанная серная кислота не отщепляется при нагревании этого эфира целлюлозы в воде в течение 17-24 ч при 60°С и даже при обработке водным раствором щелочи при повышенной температуре под давлением.

Сульфаты целлюлозы в Н-форме, в отличие от солей сульфата целлюлозы, неустойчивы к действию повышенных температур и при нагревании свыше 100°С происходит их постепенное разложение и обугливание.

В последнее время была показана возможность использования сульфатов целлюлозы для формования растворимого в щелочи сульфатцеллюлозного волокна.

1.4 Практическое использование сульфатов целлюлозы

Потенциальная область применения сульфатов целлюлозы очень обширна. В основном это те же отрасли промышленности, в которых используются и другие водорастворимые эфиры целлюлозы [51,52]. Многочисленные сведения об использовании Na-СЦ содержатся в патентной литературе.

Предлагается использовать Na-СЦ для шлихтования и аппретирования ткани с закреплением аппрета: на ткань наносится одновременно Na-СЦ и какой-нибудь реагент типа глиоксаля или формальдегида. Рекомендуется также [53] использовать Na-СЦ в процессе крашения тканей (в состав краски по одному из рецептов входит около 6 % Na-СЦ).

Указывается [51,52,54], что Na-СЦ наряду с КМЦ является очень хорошей добавкой к детергентам, которая препятствует ресорбции грязи на ткань во время стирки.

Использованию Na-СЦ в качестве стабилизатора глинистых суспензий при бурении нефтяных скважин посвящается работа [28]. Авторами показано, что Na-СЦ в этом случае значительно превосходит КМЦ, так как она не осаждается катионом Са в отличие от последней.

Отмечается, что Na-СЦ может быть использована для покрытия бумаг [25] с целью придания ей различных свойств. Для мягкой печати рекомендуется [56] наносить на бумагу водный раствор Na-СЦ и «отвердитель», например глиоксаль, паральдегид. Такая обработка проводится несколько раз с последующей сушкой и прогревом при 343 К. Na-СЦ является также клеем для бумаги и древесины [51]. Так, был получен клей с умеренной устойчивостью к воде, при приготовлении которого добавляют к воде 1 часть глиоксаля к 10 частей 6%-ного раствора Na-СЦ.

Соли СЦ (Na+, K+, NH4+) предлагаются для приготовления эмульсий серебра в фотопромышленности. Используется продукт со степенью замещения 50. 2%-ный водный раствор Na-СЦ позволяет эмульгировать в нем до 30 % масла [57]. Таким образом, могут быть получены стойкие суспензии таких веществ, как пигменты в краске.

В работе [58] отмечается, что Na-СЦ при приготовлении, например, диоксида титана, является прекрасным флокулянтом, превосходящим другие поверхностно-активные вещества.

Предлагается также [59] добавлением Na-СЦ стабилизировать эмульсии других эфиров целлюлозы в воде.

Указывается [51], что Na-СЦ является превосходным загустителем латексов, что позволяет повысить качество последних. Для этого достаточно

0,2-0,5% Na-СЦ от массы каучука в латексе.

В косметической и фармацевтической промышленности предлагается использовать Na-СЦ в качестве основы для различных кремов, паст, заменяя желатину, альгинат-Na и др. Рекомендуется также [60] использовать Na-СЦ как среду для различных препаратов, например для BaSО4.