醋酸纤维素是以醋酸、醋酸酐为乙?;约?,硫酸作催化剂与精制纤维素(棉短绒或α-纤维素含量大于96%的纸浆)反应制成。是纤维素衍生物中最早进行商品化生产并且不断发展的纤维素有机酸酯。
醋酸纤维素
醋酸纤维素是以醋酸、醋酸酐为乙?;约?,硫酸作催化剂与精制纤维素(棉短绒或α-纤维素含量大于96%的纸浆)反应制成。是纤维素衍生物中最早进行商品化生产并且不断发展的纤维素有机酸酯。
醋酸纤维素是以醋酸、醋酸酐为乙酰化试剂,硫酸作催化剂与精制纤维素(棉短绒或α-纤维素含量大于96%的纸浆)反应制成。是纤维素衍生物中最早进行商品化生产并且不断发展的纤维素有机酸酯。目前工业化的技术路线有三种: (1) 无水醋酸均相法,利用无水醋酸为溶剂;(2) 二氯甲烷均相法,用二氯甲烷作溶剂; (3) 非均相法,利用苯作阻溶剂。三种方法各有利弊,可根据资源与条件选用。国际上发展趋势多采用二氯甲烷均相法生产。
x=1.72~1.95 (相当于醋酸结合量为44%~48%) 为一醋酸纤维素
x=2.28~2.49 (相当于醋酸结合量为53%~56%) 为二醋酸纤维素
x=2.8~2.9 (相当于醋酸结合量为60.1%~61.2%) 为三醋酸纤维素
CA对光稳定,不易燃烧,在稀酸、汽油,矿物油和植物油中稳定,在三氯甲烷中溶胀,溶于丙酮、醋酸甲酯等。能为烯碱液侵蚀,具有坚韧、透明、光泽好等优点,熔融流动性好,易成型加工。二醋酸纤维素塑料可做各类工具手柄,计算机、打字机的字母数字键,电话机壳,汽车方向盘,纺织器材零件,眼镜架及镜片、玩具等,也可做海水淡化膜。三醋酸纤维素用作电影胶片片基、X光片基、绝缘薄膜、录音带、银锌电池中的隔膜等。
市售产品可分为一般的醋酸纤维素(乙?;?7%~40%)。常加入增塑剂用作注塑制件如牙刷把、刷子等。高乙酰含量的醋酸纤维素(乙?;?0%~42%),白色粒状、粉状或棉状固体。对光稳定,不易燃烧,在稀酸、汽油、矿物油和植物油中稳定,在三氯甲烷中溶胀,溶于丙酮、醋酸甲酯等,能为稀碱液侵蚀,具有坚韧、透明、光泽好等优点,熔融流动性好,易成型加工。二氯甲烷均相法采用精制棉短绒和醋酐,以乙酰硫酸为触媒,在溶剂二氯甲烷存在下进行酯化,部分水解,可得到结合醋酸含量在60%±0.5%范围内的醋酸纤维素。传统方法是将精制棉短绒干燥,用醋酸活化,在硫酸触媒存在下,用醋酸和醋酐混合液乙?;缓蠹酉〈姿崴獾剿糁〈?,中和触媒,沉析,脱酸洗涤,精煮干燥得成品。经部分水解的称二醋酸纤维素,酯化度γ值220~270。未经水解的,即酯化度γ值为300者称三醋酸纤维素。二醋酸纤维素塑料可做各类工具手柄、计算机及打字机的字母数字键、电话机壳、汽车方向盘、纺织器材零件、收音机开关及绝缘件、笔杆、眼镜架及镜片、玩具、日用杂品等,也可做海水淡化膜。三醋酸纤维素,其熔点高,只能配成溶液后加工,用作电影胶片片基、X光片基、绝缘薄膜电磁、录音带、透明容器、银锌电池中的隔膜等。
醋酸纤维素(Cellulose Acetate,以下简写为CA,或称为乙酸纤维素,纤维素乙酸酯),首次制备于1865年,是纤维素的乙酸酯。CA用于照相胶片的片基,是某些黏合剂的组份之一;也用作合成纤维。
醋酸纤维素的物理性质
CA是一种非常易得的人造纤维,成本低,具有很好的编织性能。其属性使之成为美丽的纤维(beauty fiber),CA用于缎子、织锦、以及塔夫绸等织物内提高其光泽(luster)、body、drape和beauty。
1.手感:软、滑、干、舒爽、有弹性;
2.舒适性:透气性好、芯料、干燥快、无静电吸附;
3.无毒、无害长期和皮肤接触不过敏。
4.纤维状、可塑性;
5.选择性吸附和移除某些低含量的有机物;
6.容易用增塑剂、加热、或加压使之粘合在一起;
7.溶于很多种常见溶剂(特别是丙酮和其他有机溶剂),改性后可以溶于其它类别的溶剂,像水;
8.亲水性:CA易湿,有很好的液体透过和优良的吸附性;在织物中,舒适、吸汗,但是当CA湿透时,强度下降;
9.比表面积大;
10.可以由新的原材料制备:木浆;
11.可以用作混合肥或者焚烧掉;
12.可以上色,不过由于CA不适用用于棉和人造丝,因此需要专门的染料和颜料;
13.抗霉;
14.在碱性溶液和强氧化剂内易变质;
15.可以干洗或水洗,而且通常不收缩。
醋酸纤维素的化学性质
通常对水是不危害的,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。
醋酸纤维素的制备
1.将精制短棉绒干燥后,经醋酸活化,再在醋酸催化剂存在下,与醋酸和醋酐混合液进行酯化反应,使之乙酸化,然后加稀醋酸水解。中和催化剂,使产物深沉析出,经脱酸洗淀、精煮、干燥可得。
2.将精制短棉绒干燥后,经醋酸活化,再在硫酸催化剂存在下,与7倍于精制短棉绒的醋酸和醋酐混合液进行酯化反应,使之乙酸化,然后加稀醋酸水解到所需要的水解度(1.72~1.95)。中和催化剂,使产物沉淀析出,经脱酸洗涤、精煮、干燥后即得一醋酸纤维素。在乙酰化反应时,改变加入的醋酸和醋酐混合液的量,可制得二醋酸纤维素和三醋酸纤维素。醋酸和醋酐混合液的量为精制短棉绒的8.5倍,反应毕加稀醋酸水解达到取代度为2.28~2.49,得到二醋酸纤维素。醋酸和醋酐混合液的量为精制短棉绒的10倍,反应毕加稀醋酸水解达到取代度为2.8~2.9,得到三醋酸纤维素。
醋酸纤维素的用途
用于制药品的肠溶衣、醋酸纤维过滤膜等,用于制醋酸纤维塑料、醋酸纤维素过滤膜等。醋酸纤维素,根据产品的不同可以分为二醋纺丝级醋酸纤维素、二醋塑料级醋酸纤维素、三醋酸纤维素。
1、二醋纺丝级醋酸纤维素:纺丝级产品是国际公认并且至今未找到可替代材料的无毒、无害的产品,它最重要、最主要的用途是用作过滤器材,特别是香烟过滤嘴用量非常之大,另外就是用作医用过滤器材,如血液过滤器材等;同时它也可用于纺丝,带有丝绸的光泽,用作高级西服服装的称里。
2、二醋塑料级醋酸纤维素:主要用于制作板材、片材,主要的产品有眼镜镜框、高级工具手柄等。
3、三醋酸纤维素:主要用作电子薄膜,如液晶显示器的偏光片,电影胶片、相机胶卷。
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