生产碱纤维素和纤维素醚的方法

摘要

在本发明中，精确控制了纤维素醚的聚合度且稳定了纤维素醚的质量和制造工艺。本发明提供了一种生产具有受控聚合度的解聚碱纤维素的方法，其至少包括在含氧气流存在下使通过使浆粕和碱性溶液接触获得的碱纤维素解聚，同时测定含氧气流中氧的供给量和排出量的步骤。本发明还提供了一种生产纤维素醚的方法，其至少包括将醚化剂加入具有受控聚合度的解聚碱纤维素中的步骤。

权利要求

1.一种生产纤维素醚的方法，至少包括：

在含氧气流存在下使通过浆粕和碱性溶液接触获得的碱纤维素解聚，同时测定所述含氧气流中氧的供给量和排出量的步骤，以产生具有受控聚合度的解聚碱纤维素，以及将醚化剂加入所述解聚碱纤维素中的步骤，其中所述解聚步骤包括使在将所述碱性溶液加入所述浆粕的过程中或之后形成的碱纤维素解聚，并且在所述碱性溶液的加入过程中或之后供给所述含氧气流中的氧，但是在所述碱性溶液的加入之前不供给所述含氧气流中的氧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使碱纤维素解聚在碱性溶液的加入完成三分之一或更多之后开始。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，从氧的供给量和排出量计算碱纤维素的耗氧量，当碱纤维素的耗氧量达到每千克包含于浆粕中并用于生产碱纤维素的纤维素为0.1至10当量升时停止所述含氧气流的供给。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，从氧的供给量和排出量计算碱纤维素的耗氧量，当碱纤维素的耗氧量达到每千克包含于浆粕中并用于生产碱纤维素的纤维素为0.1至10当量升时停止所述含氧气流的供给。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量：V＝22400x4x{(Dp0/Dp)-1}/(162xDp0),其中V的单位是当量升/kg并且表示用于生产碱纤维素的浆粕中的每千克纤维素的耗氧量，Dp0和Dp分别表示聚合度减少之前和之后的聚合度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量：V＝22400x4x{(Dp0/Dp)-1}/(162xDp0),其中V的单位是当量升/kg并且表示用于生产碱纤维素的浆粕中的每千克纤维素的耗氧量，Dp0和Dp分别表示聚合度减少之前和之后的聚合度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，在60℃至100℃的温度下使碱纤维素解聚。

说明书

生产碱纤维素和纤维素醚的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及控制碱纤维素的聚合度的方法和根据该控制方法生产用于化学、医学等领域的纤维素醚的方法。

背景技术

[0002] 降低纤维素醚的粘度的推荐方法包括使用过氧化氢的方法(日本专利申请审查公开(JP-B)No.48-192432)、使用挥发性酸如卤化氢的方法(日本专利申请审查公开(JP-B)No.48-26385)、使用臭氧的方法(日本专利申请未经审查的公开(JP-A)No.55-145701)和使用γ射线或电子束的方法(日本专利申请审查公开(JP-B)No.47-3964和47-3965)。

[0003] 不幸的是，这些方法在工业上是不合适的，因为用于降低粘度的试剂昂贵，试剂残留于产物中或需要特殊设备。

[0004] 因此，日本专利申请未经审查的公开(JP-A)No.61-264001提出了没有这些问题的方法，其包括在生产碱纤维素的方法中在反应开始时控制反应器中氧的量。通过在碱存在下氧和纤维素之间的反应(解聚反应)降低纤维素的聚合度。从而，当氧量提高时，所得纤维素醚的粘度降低。由于可以使用空气中的氧，这种方法是廉价的且不需要特殊设备，氧不会残留于产物中。

[0005] 根据日本专利申请未经审查的公开(JP-A)No.59-56401，在将粉末状浆粕加入具有内部搅拌结构的反应器之后，首先将反应器中的氧调节到期望粘度所需的量，随后停止进入反应器中以生产碱纤维素。当浆粕与碱接触时，浆粕与反应器中的氧反应，从而它被解聚。

[0006] 日本专利No.4087534公开了生产碱纤维素的方法，其包括如下步骤：在加入碱之前将反应器中氧的量降低至每千克纤维素1g以下；和在加入碱的过程中或之后将获得期望浓度所需的量的氧提供至反应器。

[0007] R.I.C.Michie，S.M.Neale：J.Polymer Sci.，A2，2063(1964)公开了包括如下步骤的方法：将纤维素在氢氧化钠水溶液中的分散体放入容器中，在密闭容器中让纤维素在恒定温度下吸收氧，和测定容器中的压力以确定氧的吸收量，其为0.360至0.985ml/克纤维素。

发明内容

[0008] 作为提高纤维素醚产物透明度的大量研究的结果，发明人出乎意料地发现：如日本专利申请未经审查的公开(JP-A)No.61-264001和59-56401中所述在反应开始时控制氧2 2
量的方法导致2重量％水溶液的粘度为100mm/s以下，特别为20mm/s以下的低粘度纤维素醚的透明度下降。发明人还发现：一些通过这种方法生产的低粘度纤维素醚溶于热水中，然后在后道洗涤步骤中从过滤器中漏出，产生较大量的所谓洗涤损失。认为在喷淋碱的起始阶段，浆粕与氧在使碱非均匀地分布于浆粕上的状态下接触并发生非均匀解聚，使得纤维素分子的化学结构降解而导致透明度下降。还认为其上已沉积有碱的一部分已被解聚最长时间，产生非常低的聚合度并在洗涤步骤中作为洗涤损失漏出。

[0009] 发明人还发现：在一些情况下，日本专利No.4087534中公开的方法不能获得期望粘度，产生比期望粘度更高或更低的粘度。这被认为是因为在供氧步骤中，在各种波动影响下碱纤维素的温度不恒定。发明人发现由R.I.C.Michie，S.M.Neale：J.Polymer Sci.，A2，2063(1964)中公开的方法处理过的碱纤维素生产的纤维素醚包含较大量的未溶解纤维并具有低透明度。

[0010] 在上述情况下已完成本发明。例如，由于季节因素或通过碱纤维素与氧的反应降低聚合度过程中批次之间的不同间隔，不同批次之间进入空气的温度或反应器的温度变化。因此，本发明意图精确地控制纤维素醚的聚合度和使其质量和生产方法稳定而无需根据缺少可重现反应温度导致不稳定的反应速率时或使用新设备第一次进行生产时作为最终产物的纤维素醚溶液的粘度测试结果确定解聚反应时间的反复试验过程。

[0011] 根据本发明，提供生产纤维素醚的方法，其至少包括：在含氧气流存在下使通过浆粕和碱性溶液接触获得的碱纤维素解聚，同时测定所述含氧气流中氧的供给量和排出量的步骤，以产生具有受控聚合度的解聚碱纤维素，以及将醚化剂加入所述解聚碱纤维素的步骤，其中所述解聚步骤包括使在将所述碱性溶液加入所述浆粕的过程中或之后形成的碱纤维素解聚，并且在所述碱性溶液的加入过程中或之后供给所述含氧气流中的氧，但是在所述碱性溶液的加入之前不供给所述含氧气流中的氧。

[0012] 根据本发明，可精确地控制纤维素醚的聚合度，可稳定其质量和生产方法。

附图说明

[0013] 图1是示出用于进行本发明的示例性装置的图。

具体实施方式

[0014] 通常通过包括如下步骤的方法来生产纤维素醚：将碱加入原料浆粕中以形成碱纤维素和将醚化剂加入所述碱纤维素中。根据本发明，例如，将碱纤维素放入具有气体入口和气体出口的容器中；将含氧气体从该气体入口供给并从该气体出口排出，同时测定氧的供给量和排出量以确定碱纤维素吸收的氧量；和在确定的量达到预期值之后去除容器中的氧。随后，将醚化剂加入其中以生产纤维素醚。

[0015] 根据本发明，浆粕可为通常用于生产纤维素醚的原料，包括木材浆粕和棉短绒浆粕。根据本发明，碱纤维素可通过如下方法生产：包括在搅拌下将碱性溶液逐滴加入或喷淋到粉末状浆粕的步骤的方法，或包括将浆粕片或浆粕碎屑浸入碱性溶液中并脱液的步骤的方法。在包括在搅拌下将碱性溶液逐滴加入或喷淋到粉末状浆粕的步骤的方法中，浆粕优选具有良好流动性并优选具有500μm以下，更优选50μm至500μm的平均粒径。可根据纤维素醚的期望粘度合适地选择浆粕的聚合度。

[0016] 在包括在搅拌下将碱性溶液逐滴加入或喷淋到粉末状浆粕的步骤的方法中，优选在生产碱纤维素之前降低反应器中的氧量。反应器中的氧量优选尽可能低，优选为每千克纤维素1g以下，更优选 为每千克纤维素0.1g以下。术语“1kg纤维素”意指浆粕中的1kg纤维素组分。

[0017] 在生产碱纤维素之前，可在将浆粕加入反应器之前、之后或当中的任何时间进行将氧量降低至每千克纤维素1g以下的控制。

[0018] 控制氧量的方法可包括但不局限于：包括排空反应器然后用无氧气体如氮气或氦气再填充反应器的步骤的方法，或包括使无氧气体流入以吹扫和置换的步骤的方法。当在控制之前已知反应器中气体的种类、反应器中空间体积、气体压力和气体温度时，根据气体定律可容易地计算氧量。优选控制反应器中氧的计算量为每千克纤维素1g以下。可以忽略碱性溶液中溶解的氧。

[0019] 根据本发明，使用的反应器可为能容纳碱纤维素的任何类型且优选容器内部具有搅拌结构，无论它是否是用于醚化的反应容器。

[0020] 使浆粕与碱性溶液接触的步骤优选至少包括将碱性溶液加入浆粕中的步骤，在含氧气流存在下解聚优选在加入碱性溶液过程中和/或之后进行。换句话说，在碱性溶液的加入过程中和/或碱性溶液的加入完成之后供给氧。如果在加入碱性溶液之前供给氧，则不能获得本发明的有益效果。

[0021] 可在碱性溶液的加入过程中和/或碱性溶液的加入完成之后连续或间歇地供给氧。优选在碱性溶液的加入进行至某种程度之后，例如加入碱性溶液全部量的三分之一或更多之后，尤其在加入碱性溶液的全部量之后供给氧。当如上所述在碱性溶液的加入进行至某种程度之后供给氧时，由于碱性溶液的添加量提高时，碱在浆粕上的分布和解聚反应变得更均匀。也可在加入碱性溶液的全部量之后供给氧几分钟至几十分钟。

[0022] 可使用氧气或含氧气的气体如空气供给氧。优选使用空气，这是由于其低成本和高安全性。

[0023] 可例如通过将含氧气体从反应器的一端供给并从另一端排出气体的方法来供给氧。氧气流或含氧气流可通过提供压缩空气、通过使用排气装置排气或供气或通过使用真空泵排气来产生。在水平圆柱形反应器中，气体供给口(入口)和气体排出口(出口)各自优选 设置在离开反应器末端不到反应器水平长度四分之一的距离的位置。气体供给口和气体排出口之间的距离优选比反应器水平长度的一半长。

[0024] 根据本发明，优选通过测定氧浓度和供给气体的流速来确定氧的供给量和氧的排出量。优选通过氧化锆法或原电池法测定氧浓度。优选使用如下仪器测定气体供给流速：气体计、浮子式面积流量计、毕托管、孔板流量计、热流速计或漩涡流速计。优选同时测定气体的温度和/或气体的压力，并优选通过计算获得标准条件下的氧量。优选在气体被冷却并去湿后测定排出气体中的氧浓度。冷却器优选包括但不局限于板式热交换器、多管式热交换器、波纹管型和鼓泡型。冷却温度优选为10℃以下，更优选-10至10℃，甚至更优选
0℃。

[0025] 根据本发明，可通过氧的供给量和氧的排出量之间的差异确定被碱纤维素吸收的氧量。

[0026] 当供应和排出之间的水蒸气含量的差异由于例如除湿而在可忽略水平时，不总是必须测定所有上述项目。例如，可从以下等式中的任一个计算碱纤维素的耗氧速率R[NL/分钟]：

[0027] R＝Fi-Fo，

[0028] R＝FixCi-FoxCo，和

[0029] R＝Fix(Ci-Co)/(1-Co)，

[0030] 其中Fi[NL(当量升)/分钟]表示进入反应器的气体供给速率，Ci[无量纲]表示被供给气体中的氧浓度，Fo[NL(当量升)/分钟]表示气体排出速率，Co[无量纲]表示被供给气体中的氧浓度。

[0031] 水蒸气含量的可忽略差异优选相对气体体积差异百分比为1点以下。特别优选的是被供给到反应器中的气体中的水蒸气被冷却至水蒸气变饱和的温度，同时从反应器中排出的气体被冷却至与水蒸气变饱和的温度相同的温度。

[0032] 图1示出了用于将含氧气体从装备有搅拌器的反应器1的一端供给以使碱纤维素与氧反应和从另一端排出气体的示例性装置。使用鼓风机3从空气入口2导入空气。通过冷却器4将导入的空气冷却 和去湿。将水分以排出水10的形式排出到系统的外面。通过流量计5测定气体流速，通过血氧计6测定气体中的氧浓度。通过冷却器7将从反应器1排出的气体冷却和去湿。将水分以排出水11的形式排出到系统的外面。通过流量计8测定气体流速，通过血氧计9测定气体中的氧浓度。反应器1在含氧气体供给侧设置有气体供应阀12并在排出侧设置气体排出阀13。

[0033] 根据本发明，可根据氧供给速率和氧排出速率的积分值之间的差异确定碱纤维素的耗氧量。积分方法优选包括在较短时间间隔测定气体供给速率、气体排出速率、被供给气体中的氧浓度、被排出气体中的氧浓度等等并将它们积分。时间间隔优选为1分钟以下，更优选30秒以下。

[0034] 碱纤维素的耗氧量依赖于所用浆粕的聚合度和纤维素醚的期望粘度。碱纤维素的耗氧量优选为每千克纤维素0.1至10NL(当量升)。当它低于每千克纤维素0.1NL时，可能不能获得期望粘度。当它超过每千克纤维素10NL时，聚合度可能过度降低，从而可能在后一步骤中发生麻烦。

[0035] 在本发明的实施方案中，优选提前计算用于生产具有期望聚合度的纤维素醚的耗氧量。该计算基于等式(1)：

[0036] V＝22400x4x{(Dp0/Dp)-1}/(162xDp0)

[0037] 在上述等式中，V表示碱纤维素中的每千克纤维素的耗氧量(NL/kg)，Dp0表示聚合度降低之前的聚合度，Dp表示聚合度降低之后的聚合度。可通过GPC光散射法测定聚合度降低之前和之后的聚合度。尽管Dp可为重均聚合度(Dpw)或数均聚合度(Dpn)，应一直选定它们中的一个以避免在等式中将它们一起使用。等式(1)基于以下事实：当碱纤维素生产中所用的氢氧化钠水溶液的浓度为35至60重量％时，每一个纤维素分子的一次裂解消耗4摩尔氧分子(O2)(其部分描述于R.I.C.Michie，S.M.Neale；J.Polymer Sci.，A2，2063(1964)中)。

[0038] 本文中，分子裂解数用(Dp0/Dp)-1表示，纤维素是具有其中葡萄糖(分子量：162)被聚合的化学结构的聚合物。因此，162xDp0是 聚合度降低前纤维素的分子量。如果聚合度降低前纤维素的重量为m kg，纤维素分子的数目用m/(162xDp0)(kgmol)表示。如果m/(162xDp0)(kgmol)的纤维素分子各自裂解一次，则氧分子的消耗量为4x{(Dp0/Dp)-1}xm/(162xDp0)(kgmol)。当转化成标准条件下的氧气体积时，这是22400x4x{(Dp0/Dp)-1}xm/(162xDp0)(NL)。通过上述等式除以m计算聚合度降低之前的单位重量纤维素的耗氧量V，从而得到等式(1)。

[0039] 当检测到预定耗氧量时，通过停止氧的供给并从反应器中去除氧来防止氧的进一步吸收。去除方法的优选实例包括排气法、惰性气体吹扫法、使用这两者的组合的方法、排气后使用惰性气体恢复压力的方法和重复这些几次的方法。

[0040] 就将被加入的碱性溶液而言，碱可包括碱性氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾，溶剂可包括水、具有1至4个碳原子的醇。溶剂可优选为水。碱性溶液优选碱性氢氧化物水溶液或碱性氢氧化物溶液，更优选碱性氢氧化物水溶液。碱性溶液的浓度可优选为10至60重量％，更优选为20至55重量％。当碱性溶液的浓度低于10重量％时，碱纤维素具有高的水含量，从而后一步骤中的醚化反应可能低效率地进行。当它超过60重量％时，碱可能不均匀地分布于碱纤维素中，使得纤维素醚溶液可能具有低的透明度。

[0041] 根据期望的醚基团取代度，可以适当地改变碱纤维素中的碱与纤维素的重量比。当考虑后一步骤中纤维素醚溶液的透明度和醚化反应效率时，碱与纤维素的重量比通常为
0.01至2.0，优选为0.5至1.5。将被加入的碱性溶液的量(已针对含氧气体的加入的时间描述)的三分之一或更多，是具有以上重量比的碱性溶液的总量的三分之一或更多。

[0042] 碱纤维素的生产和解聚反应优选在充分搅拌下进行。这使得可能均匀地分布碱纤维素、含氧气体和热，从而可获得本发明的有益效果。考虑到均匀性，搅拌的圆周速度优选为0.1至15m/s。

[0043] 根据本发明，可任选加入解聚催化剂。解聚催化剂的实例可包括氯化钴和氢氧化重氮苯。优选以每千克纤维素3mg以下的量加入 解聚催化剂。即使当它以超过每千克纤维素3mg的量加入时，也可能不会改变解聚催化剂的效果。加入解聚催化剂的方法不受特别限定。解聚催化剂可优选以溶液的形式加入，其中将它溶于溶剂如水和醇中，或以包含它的碱性溶液的形式加入。

[0044] 解聚反应可优选在60至100℃，更优选70至90℃下进行。当反应温度低于60℃时，解聚反应可能缓慢地进行，从而可能需要长时间来完成反应。当它超过100℃时，纤维素醚水溶液可能具有低的透明度。

[0045] 优选在解聚操作中改变解聚温度，特别优选在解聚操作中包括温度提高。这是因为保持温度恒定可能需要通过使用夹套或类似物控制，由此产生加热或冷却所需的能量成本，这是不经济的。在解聚操作过程中，由于碱纤维素与氧气的放热反应，碱纤维素的温度可能提高。

[0046] 在碱纤维素的生产和解聚反应完成后，可以常用方法进行醚化反应以形成纤维素醚，其可经过纯化步骤。

[0047] 根据本发明，纤维素醚的实例包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素和羟丙基纤维素。

[0048] 根据本发明，碱纤维素的醚化剂的实例包括但不局限于甲基氯、环氧丙烷和环氧乙烷。

[0049] 实施例

[0050] 下文中将参考实施例和比较例对本发明进行更具体的描述。然而，不应理解为本发明局限于这些实施例。

[0051] <实施例1>

[0052] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为50mPa·s且聚合度(Dpw)为189。从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量为每千克纤维素1.45NL(当量升)。

[0053] 以对应于5.5kg纤维素的量将聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕放入图1所示的反应器中，该反应器体积为144升，包括内部搅拌结 构、气体(空气)供给阀12、用于测定被供给的氧量的系统(在图1中用5和6表示)、气体排出阀13和用于测定被排出的氧量的系统(在图1中用8和9表示)。将反应器中的表压降低至-0.096MPa，然后使用氮气恢复到0MPa，重复该过程两次。

[0054] 随后，在以外周体面附近的圆周速度为8m/s进行搅拌下，在20分钟内加入14.0kg49重量％氢氧化钠水溶液。随后，将夹套温度设定在90℃，当反应器的内部温度达到70℃时，使空气以5.5NL/分钟的速率进入反应器。冷却器4和7被保持在5℃。在开始阶段，供给侧的氧浓度为20.9％，排出侧的氧浓度为0％并随着时间的过去而提高。从1分钟间隔内氧供给速率和氧排出速率的测定值确定碱纤维素的耗氧量。在开始空气供应50分钟后耗氧量达到每千克纤维素1.45NL时，停止气体的供给并通过真空泵将反应器中的表压降低至-0.096MPa。向反应器中加入11kg甲基氯和2.8kg环氧丙烷。让它们在60至90℃反应110分钟。反应之后，用热水洗涤粗产物，然后干燥。

[0055] 所得羟丙基甲基纤维素的甲氧基DS为1.90，羟基丙氧基MS为0.25。按照日本药2
典中的毛细管粘度计方法测定其2重量％水溶液中的粘度并发现其为15mm/s。通过GPC光散射法测定聚合度(Dpw)并发现其为189。用光电比色计PC-50型使用20mm的比色皿长度和720nm的波长测定的所得羟丙基甲基纤维素的2重量％水溶液的透光度为97.0％。

[0056] <实施例2>

[0057] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为100mPa·s且聚合度(Dpw)为225。从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量为每千克纤维素0.98NL。

[0058] 除了在开始空气供应35分钟后耗氧量达到每千克纤维素0.98NL时，停止气体的供给之外，以与实施例1中相同的方式生产羟丙基甲基纤维素。

[0059] 所得羟丙基甲基纤维素的取代度、2重量％水溶液中的粘度、 聚合度(Dpw)和透光度显示于表1中。

[0060] <实施例3>

[0061] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为1，130mPa·s且聚合度(Dpw)为350。从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量为每千克纤维素0.10NL。

[0062] 除了在开始空气供应5分钟后耗氧量达到每千克纤维素0.10NL时，停止气体的供给之外，以与实施例1中相同的方式生产羟丙基甲基纤维素。

[0063] 所得羟丙基甲基纤维素的取代度、2重量％水溶液中的粘度、聚合度(Dpw)和透光度显示于表1中。

[0064] <实施例4>

[0065] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为15mPa·s且聚合度(Dpw)为127。从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量为每千克纤维素2.88NL。

[0066] 除了在开始空气供应86分钟后耗氧量达到每千克纤维素2.88NL时，停止气体的供给之外，以与实施例1中相同的方式生产羟丙基甲基纤维素。

[0067] 所得羟丙基甲基纤维素的取代度、2重量％水溶液中的粘度、聚合度(Dpw)和透光度显示于表1中。

[0068] <实施例5>

[0069] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为3mPa·s且聚合度(Dpw)为49。从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量为每千克纤维素10.0NL。

[0070] 除了在开始空气供应192分钟后耗氧量达到每千克纤维素10.0NL时，停止气体的供给之外，以与实施例1中相同的方式生产羟丙基甲基纤维素。

[0071] 所得羟丙基甲基纤维素的取代度、2重量％水溶液中的粘度、 聚合度(Dpw)和透光度显示于表1中。

[0072] <比较例1>

[0073] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为50mPa·s且聚合度(Dpw)为189。除了没有测定被供给的氧量和被排出的氧量之外，以与实施例1中相同的方式生产羟丙基甲基纤维素。由于没有用于确定何时应该停止气体的供给的根据，作为试验，在开始空气供应40分钟后停止气体的供给。所得羟丙基甲基纤维素的2重量％水溶液中的粘度为60mPa·s，聚合度(Dpw)为199，这与期望值(在2重量％水溶液中的粘度为50mPa·s且聚合度(Dpw)为189)不同。

[0074] 从而，在下一批次中，除了考虑前一批次的结果，在开始空气供应60分钟后停止气体的供给之外，进行与前一批次相同的步骤。所得羟丙基甲基纤维素的2重量％水溶液中的粘度为40mPa·s，聚合度(Dpw)为178，其仍然与期望值(在2重量％水溶液中的粘度为50mPa·s且聚合度(Dpw)为189)不同。

[0075] 从而，在再下一批次中，除了在开始空气供应50分钟后停止气体的供给之外，进行与前一批次相同的步骤。所得羟丙基甲基纤维素的2重量％水溶液中的粘度为50mPa·s，聚合度(Dpw)为189，其与期望值相同。

[0076] 如上所述，最终获得了具有期望聚合度的羟丙基甲基纤维素。然后，在两个批次初步进行了试生产，从而生产了不具有期望聚合度的不合格产品且在试生产中发生了额外的原料和劳动力成本。从开始生产到确定足够聚合度所需的时间是实施例1中的三倍长。

[0077] <比较例2>

[0078] 计划从聚合度(Dpw)为374的粉末状浆粕生产羟丙基甲基纤维素，其2重量％水溶液中的粘度为60mPa·s且聚合度(Dpw)为189。从等式(1)计算碱纤维素的耗氧量为每千克纤维素1.45NL。

[0079] 以对应于5.5kg纤维素的量将聚合度(Dpw)为374的粉末状浆 粕放入包括内部搅拌结构的体积为144升的反应器内。将反应器中的表压降低至-0.096MPa，然后使用氮气恢复到0MPa，重复该过程两次。

[0080] 随后，在以外周体面附近的圆周速度为8m/s进行搅拌下，在20分钟内加入14.0kg49重量％氢氧化钠水溶液。随后，将夹套温度设定在90℃，通过排空将反应器中的压力降低至-94kPa。当反应器的内部温度达到70℃时，使空气进入。将进入空气的体积转化为氧的量，其为每千克纤维素1.45NL。一直关闭排气阀，进行搅拌，而不进行排空。使空气进入50分钟后，通过真空泵将反应器中的表压降低至-0.096MPa，向其中加入11kg甲基氯和2.8kg环氧丙烷。让它们在60至90℃反应110分钟。所得羟丙基甲基纤维素的取代度、2重量％水溶液中的粘度、聚合度(Dpw)和透光度显示于表1中。

[0081] 表1

[0082]

[0083] 如实施例1至5中所示，通过测定供给到碱纤维素中的氧量和被排出的氧量和控制耗氧量成功地调节了羟丙基甲基纤维素的聚合度。然而，在比较例1中，由于通过反复试验确定达到期望粘度和聚合度的反应条件，在反复试验阶段生产了不合格的产品并发生了额外的原料和劳动力成本。此外，从开始生产到确定足够聚合度需要长时间。

[0084] 在比较例2中，尽管使计算量的氧进入，但也没有达到期望聚合度(Dpw)189。认为这是因为没有将气体从反应器中排出，反应器中残留的氧量的降低导致耗氧速率的降低，从而不能消耗进入的全部量的氧。同样在比较例2的方法中，发现所得羟丙基甲基纤维素具有降低的透光度。