Продукт обработки щелочной целлюлозы монохлоруксусной ки­слотой — карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) в последнее время получила широкое промышленное использо­вание.

Натриевая соль КМЦ получается в промышленности в относительно узких пределах этерификации. При степени замещения у=70—120 про­дукты растворяются в воде, образуя вязкие растворы; продукты меньшей степени замещения (у=25—50) растворимы в 6—10%-м NaOH При ком­натной температуре.

Исследованиями Н. И. Никитина и Петропавловского [16] было по­казано, что натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы с весьма низкими значениями степени замещения (начиная от У=2—4 и выше) также об­ладает способностью растворяться в 4—6%-м NaOH При низких темпе­ратурах.

Продукты, имеющие очень небольшую степень замещения, были по­лучены при небольшом расходе монохлоруксусной кислоты, что может иметь весьма существенное значение в практике.

В табл. 111 представлены результаты лабораторных опытов, харак­теризующие влияние замораживания на растворимость низкозамещенных волокнистых карбоксиметилцеллюлоз.

Из данных таблицы 111 видно, что препараты, имеющие самые низкие степени этерификации (у=2—5), оказались практически почти нацело растворимыми в разбавленном растворе едкого натра после замораживания и оттаивания. Полученные растворы низкозамещенной КМЦ с высокой степенью полимеризации обладают хорошей стабиль­ностью.

Применяя предварительную обработку щелочной целлюлозы путем соз­ревания в отжатом виде или путем сухого размола целлюлозы перед эте - рификацией, можно снизить степень полимеризации и повысить раствори­мость и концентрацию низкозамещенной КМЦ в растворе 6%-го NaOH.

В табл. 112 приведены результаты опытов Петропавловского и Василь­евой, характеризующие влияние предварительного сухого размола цел­люлозы в вибромельнице в течение 1.5 часов на свойства КМЦ, получен­ной из нее [18].

Таблица 112

Характеристика образцов КМЦ, полученных из размолотой целлюлозы

Как видно, этерификация размолотой целлюлозы протекает интен­сивнее, о чем можно заключить из того, что степень этерификации повы­шается. Растворимость, порошкообразных КМЦ в 6%-й NaOH Значительно увеличивается. Если полная растворимость волокнистых низкозамещен­ных карбоксиметилцеллюлоз в 4—6%-й NaOH При у = 5—10 достигается только при низких температурах и замораживании, то для растворения порошкообразных КМЦ достаточно обычной комнатной температуры. Указанное обстоятельство связано со структурным изменением целлюлозы в процессе размола, а также со значительным снижением степени полиме­ризации (исходная целлюлоза имела СП=950).

Была сделана попытка [19] охарактеризовать низкозамещенные пре­параты КМЦ в отношении их однородности по степени этерификации и

Молекулярному весу. Примененный для этой цели метод фракционирова­ния заключался в растворении отдельных навесок исходной низкозаме­щенной КМЦ в щелочи увеличивающейся концентрации при заморажи­вании.

Данные этих опытов представлены в табл. 113.

Как видно из табл. 113, с увеличением концентрации щелочи количество растворяющейся фракции и степень полимеризации ее увеличиваются, в то время как степень замещения почти не изменяется (практически остается постоянной).

Последнее обстоятельство указывает на то, что реакция целлюлозы с раствором монохлоруксусной кислоты в 17.5% NaOH (принятые условия

Этерификации) носит пермутоидный харак­тер.

В результате того, что этерифицирующий реагент равномерно распределен в реакци­онной смеси и глубоко проникает благо­даря сильному набуханию в целлюлозу, по­лучается относительно однородный по степени замещения продукт, несмотря на общую низкую степень этерификации.

Таким образом, фракционирование низко­замещенной КМЦ происходит главным обра­зом по степени полимеризации.

Низкозамещенные образцы КМЦ были исследованы в отношении их практического применения.

Растворы КМЦ в 6%-й NaOH Могут применяться для получения пле­нок с высокой прочностью (сопротивление разрыву ~ 12 кг/мм2) и для нанесения несмываемой аппретуры на ткань [16].

Петропавловским и Васильевой было исследовано влияние добавок волокон низкозамещенной КМЦ в процессе получения бумажного листа. Эти добавки существенно увеличивают прочность листа на разрыв и излом.

Хлопковая пряжа, обработанная раствором монохлоруксусной кислоты (у=11 : 14), по литературным данным обладает повышенной прочностью и устойчивостью к микробиологическим воздействиям [20].

Имеются указания на возможность использования щелочерастворимой КМЦ с У=40 для получения волокон [2I] И в качестве слабокислого ионо - обменштка I22] (продукт конденсации низкозамещенной КМЦ с формаль­дегидом).