×
25.08.2017
217.015.a7f9

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Разработан способ определения степени замещения метилцеллюлозы, основанный на применении приставки НПВО к ИК-спектрометру, не требующий операций пробоподготовки и позволяющий работать непосредственно с веществами в твердом агрегатном состоянии. Образцы, в виде порошков, спектрометрируют в области (2700-3500) см, а степень замещения (X) рассчитывается по формуле: где - величина отношения интенсивностей полос поглощения валентных колебаний ОН и СН, СН-групп в метилцеллюлозе при υ=3320 см и υ=2850 см; Данный способ позволяет повысить экспрессность определения степени замещения метилцеллюлозы, избежать использования дорогостоящих и токсичных реактивов, а также выбрать оптимальный состав реагентов для получения метилцеллюлозы необходимой степени замещения. 1 табл.

Изобретение относится к методам определения степени замещения метилцеллюлозы, основанным на ИК-спектральных характеристиках функциональных групп замещенной целлюлозы.

Метилцеллюлоза содержит метоксильные группы в звеньях макромолекулы целлюлозы и является метиловым эфиром целлюлозы, который получил широкое применение в промышленности.

Известно несколько качественных и количественных способов идентификации метилцеллюлозы.

Среди качественных реакций следует отметить:

1. Выпадение хлопьевидного осадка при добавлении к водному раствору метилцеллюлозы 0,1% водного раствора танина [1];

2. Взаимодействие метилцеллюлозы с раствором йода в йодиде калия, обусловленное появлением окраски от фиолетово-синей до коричневой, которая исчезает при добавлении концентрированного раствора щелочи [1];

3. Взаимодействие водного раствора метилцеллюлозы со спиртовым раствором α-нафтола при добавлении нескольких капель концентрированной серной кислоты, сопровождающееся появлением желто-коричневого кольца, с переходом в фиолетовый цвет всего раствора. Окраска появляется при комнатной температуре. Известно, что раствор α-нафтола в отсутствие метилцеллюлозы при добавлении концентрированной серной кислоты окрашивается в розовый цвет [1];

4. Нагревание раствора метилцеллюлозы с несколькими кристаллами скатола (β-метилиндола) и (3-5) мл концентрированной соляной кислоты до 70°С приводит к появлению желтой, а потом фиолетовой окраски раствора [2].

5. Нагревание метилцеллюлозы с фенилизоционатом в течение нескольких часов в запаянной трубке при 150°С с образованием метилфенилурената. При перегонке полученного продукта с водяным паром образуется маслянистый продукт, который застывает в твердую массу с температурой плавления 47°С [1, 3].

Недостатками вышеперечисленных способов являются: невозможность проведения количественной оценки степени замещения метилцеллюлозы, большое количество дорогостоящих материалов, низкая избирательность методов.

Количественное содержание метоксильных групп в метилцеллюлозе можно определять по методу Цейзеля, который основан на обработке простых эфиров йодистоводородной кислотой. Образующиеся алкилиодиды поглощаются раствором нитрата серебра. Выделяющийся иодид серебра определяют весовым методом [4].

Для количественного определения степени замещения метилцеллюлозы широко используют и объемный метод Вибека [5, 6] (прототип), в котором реагентом является йодистоводородная кислота, а образующийся алкилиодид абсорбируют раствором брома в ледяной уксусной кислоте.

Так, при проведении анализа [4] в реакционную колбу прибора вносят навеску 0,1-0,2 г метилцеллюлозы (предварительно измельченной и высушенной не менее 1 часа), привливают (6-10) мл свежеприготовленной йодистоводородной кислоты и добавляют 0,2 г фосфора. Затем добавляют взвесь тонкоизмельченного фосфора в воде, раствор брома и нагревают реакционную смесь в течение 1 часа в масляной бане при 140°С. Пропускают двуокись углерода с постоянной скоростью. По окончании нагревания содержимое всех приемников выливают в колбу емкостью 250 мл, в которою предварительно наливают 10 мл 25%-ного раствора ацетата натрия, ополаскивают стенки приемников дистиллированной водой и сливают в эту же колбу. Затем прибавляют по каплям несколько мл 90% муравьиной кислоты, приливают 2 мл 10%-ного раствора иодида калия и 15 мл 10%-го раствора серной кислоты. Выделившийся йод титруют 0,1 н раствором тиосульфата калия в присутствии раствора крахмала. Параллельно проводят холостой опыт.

Недостатком этого метода является его сложность, большое количество операций, длительность, необходимость использования дорогостоящих токсичных реактивов, продувка двуокисью углерода.

Целью предлагаемого изобретения является разработка простого, экспресс-способа оценки степени замещения метилцеллюлозы, то есть степени замещения ОН-групп целлюлоз на О-СН3 группы.

В основу предлагаемого способа оценки степени замещения метилцеллюлозы заложено отличие полос поглощения валентных колебаний ОН-групп в ИК-спектрах исходных целлюлоз и метиллцеллюлозы по их форме, интенсивности и положению. Так полоса поглощения валентных колебаний ОН-групп древесной целлюлозы представляет собой полосу поглощения сложной формы с максимумом в области (3000-3600) см-1. Так как при получении метилцеллюлозы из целлюлозы в реакции замещения участвуют ОН-группы пиранозного кольца, в ИК-спектре данный факт отражается уменьшением интенсивности полос поглощения валентных колебаний ОН-групп. Таким образом, изменение интенсивности полосы поглощения зависит от степени замещения ОН-групп на О-СН3-группы.

Так как приготовление пленок одной и той же толщины является сложной задачей, при проведении анализа образцов целлюлозы, и замещенных образцов метилцеллюлозы использовали не абсолютные значения величин пропускания полос поглощения валентных колебаний ОН-групп в области (3300-3500) см-1, а значения их отношения к величинам пропускания полос поглощения валентных колебаний СН, СН2-групп в области (2900-2700) см-1. Расчет проводили по формулам (1), (2):

гле J(OH)3320 - интенсивность полос поглощения валентных колебаний ОН-групп в метилцеллюлозе при υ=3320 см-1, %;

J(CH)2850 - интенсивность полос поглощения валентных колебаний СН, СН2-групп в метилцеллюлозе при υ=2850 см-1, %;

J(OH)3410 - интенсивность полос поглощения валентных колебаний ОН-групп в целлюлозе при υ=3410 см-1, %;

J(CH)2850 - интенсивность полос поглощения валентных колебаний СН-СН2-групп, в целлюлозе при υ=2850 см-1,%.

При проведении испытаний образцов метилцеллюлозы на степень замещения снимали ИК-спектры исходного образца целлюлозы и образца метилцеллюлозы, снятые с помощью приставки НПВО (неполного внутреннего отражения) в области (2700-3500) см-1.

Пробоподготовка в данном случае не требуется, исследуемый образец насыпают в виде порошка на подложку приставки НПВО, с помощью которой снимают ИК-спектр. Время анализа при этом не превышает (10-15) мин.

Расчет степени замещения анализируемого образца метилцеллюлозы проводят по отношению к исходному образцу целлюлозы по формуле (3):

где X - степень замещения метилцеллюлозы, %;

- величина отношения интенсивностей полос поглощения валентных ОН и СН, СН2-групп в метилцеллюлозе;

- величина отношения интенсивностей полос поглощения валентных колебаний ОН и СН, СН2-групп в целлюлозе.

Результаты определения степени замещения образцов метилцеллюлозы приведены в таблице 1.

Как видно из результатов таблицы 1, разница между средним арифметическим значением степени замещения метилцеллюлозы, определенная двумя методами, не превышает 1,4%, относительная погрешность метода составляет не >6%.

Таким образом, предлагаемый нами способ определения степени замещения метилцеллюлозы позволяет с высокой степенью точности, экспрессности (время анализа сокращается более чем в 10 раз) и информативности проводить оценку степени замещения полученных из разных видов целлюлоз и ускорить процесс синтеза метилцеллюлоз из исходного сырья (целлюлозы).

Литература

1. D. Hummel, Kunststoff-Lack u. Gummi Analyse, Munchen, 1959.

2. H. Wagner, H. Sar x, Lackkunstharc, Munchen, 1959.

3. Κ. Τhinius, Analyse der Plaste, Berlin, 1952.

4. Л.С. Калинина, «Химические методы исследования синтетических смол и пластических масс» Госхимиздат, М.: 1963, 259 с.

5. F. Vieboch, G. Berker, Ber., 63, 3207 (1930).

6. F. Viebock, A. Schvappach, Ber., 63, 2918 (1930).


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАМЕЩЕНИЯ МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 182.
10.11.2013
№216.012.7d71

Способ получения сферического пороха для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из сферического пороха с последующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497786
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d72

Способ получения сферического пороха для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497787
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d73

Способ флегматизации сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, например охотничьего патрона 7,62×51 (308 Wm). Способ флегматизации СФП включает загрузку компонентов в реактор-флегматизатор, приготовление флегматизирующей эмульсии в эмульсификаторе и флегматизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497788
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d74

Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497789
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d75

Способ получения сферических порохов для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Получение СФП со стабильными физико-химическими и баллистическими характеристиками достигается путем обеспечения смешения пара с водой в пароструйном обогревателе, из которого теплоноситель выходит со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497790
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d76

Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения СФП, включает перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку этилацетата, при этом диспергирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497791
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d77

Способ предварительной сушки сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ сушки сферического пороха, включающий подачу сферического пороха с графитом в пневмотранспортную линию, а после чего через циклон-осадитель на сушку, при котором порох с графитом при температуре от 50...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497792
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d78

Заряд из сферического пороха для охотничьего патрона 7,62×51 (308win)

Изобретение относится к области разработки порохов для стрелкового оружия, в частности к заряду для охотничьего патрона 7,62×51 (308 Win). Заряд состоит из сферического пороха с размером частиц 0,315-0,8 мм. Заряд размещен в капсулированной гильзе с пулей. Заряд выполнен из сферических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497793
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d79

Способ получения сферического влагостойкого пороха для дробовых патронов к гладкоствольному оружию

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП)для стрелкового оружия, в частности гладкоствольного дробового оружия. Способ включаетперемешивание компонентов, приготовление порохового лака этилацетате, диспергирование в присутствии клея, отгонку этилацетата и сушку. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497794
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d7a

Сферический порох для дробовых охотничьих ружей 12, 16, 20 калибров

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Порох выполнен из смеси 70-90 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 209,0-210,5 мл NO/г и 10-30 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и содержит, мас.%: дифениламин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497795
Дата охранного документа: 10.11.2013
Показаны записи 41-50 из 204.
10.11.2013
№216.012.7d72

Способ получения сферического пороха для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание, отгонку этилацетата из пороховых элементов, последующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497787
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d73

Способ флегматизации сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, например охотничьего патрона 7,62×51 (308 Wm). Способ флегматизации СФП включает загрузку компонентов в реактор-флегматизатор, приготовление флегматизирующей эмульсии в эмульсификаторе и флегматизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497788
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d74

Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ включает получение порохового лака в реакторе, диспергирование его на сферические частицы, обезвоживание и отгонку этилацетата из пороха с последующей промывкой, сортировкой и сушкой. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497789
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d75

Способ получения сферических порохов для стрелкового оружия

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Получение СФП со стабильными физико-химическими и баллистическими характеристиками достигается путем обеспечения смешения пара с водой в пароструйном обогревателе, из которого теплоноситель выходит со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497790
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d76

Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ получения СФП, включает перемешивание компонентов в реакторе, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование в присутствии клея и отгонку этилацетата, при этом диспергирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497791
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d77

Способ предварительной сушки сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ сушки сферического пороха, включающий подачу сферического пороха с графитом в пневмотранспортную линию, а после чего через циклон-осадитель на сушку, при котором порох с графитом при температуре от 50...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497792
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d78

Заряд из сферического пороха для охотничьего патрона 7,62×51 (308win)

Изобретение относится к области разработки порохов для стрелкового оружия, в частности к заряду для охотничьего патрона 7,62×51 (308 Win). Заряд состоит из сферического пороха с размером частиц 0,315-0,8 мм. Заряд размещен в капсулированной гильзе с пулей. Заряд выполнен из сферических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497793
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d79

Способ получения сферического влагостойкого пороха для дробовых патронов к гладкоствольному оружию

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП)для стрелкового оружия, в частности гладкоствольного дробового оружия. Способ включаетперемешивание компонентов, приготовление порохового лака этилацетате, диспергирование в присутствии клея, отгонку этилацетата и сушку. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497794
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d7a

Сферический порох для дробовых охотничьих ружей 12, 16, 20 калибров

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Порох выполнен из смеси 70-90 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 209,0-210,5 мл NO/г и 10-30 мас.% пироксилина с содержанием оксида азота 212,5-213,5 мл NO/г и содержит, мас.%: дифениламин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497795
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d7b

Сферический порох для зарядов к охотничьему патрону 7,62×51 (308win)

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, в частности охотничьего оружия. Порох включает нитроцеллюлозу с объемным содержанием оксида азота 210,5-213,0 мл NO/г, коллоксилин НХ, нитроглицерин с содержанием до 20 мас.%, централит I, централит II,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497796
Дата охранного документа: 10.11.2013
+ добавить свой РИД