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醋酸纖維素

2021-07-16 12:27:31

醋酸纖維素,也稱為乙酸纖維素纖維素乙酸酯,是纖維素的醋酸酯,於1865年首次被發掘。 醋酸纖維素在攝影中用於制造底片的片基,同時也是壹些黏合劑的成分。醋酸纖維素也用於人造纖維。

嫘縈纖維醋化得到醋酸纖維,它是壹種人造纖維。嫘縈屬再生纖維,其中有許多性質與絲相似,故又稱人造絲。

醋酸纖維素的壹個用途為制造香煙過濾嘴。其有明顯的降低焦油含量的作用,但並無法降低香煙對吸煙者及旁人的危害。

它的強度比尼龍水絲低得多,彈性也較差。能吸收約為本身重量6.5%的水分,加熱時會軟化,在232攝氏度左右熔融。能燃燒,但不易著火。長期存放和經陽光暴曬後強度稍有降低,但不影響色澤。

1865年,保羅 舒岑貝熱(Paul Schützenberger)發現纖維素與乙酸酐會產生化學變化形成醋酸纖維素。1903年,德國化學家阿瑟·艾興格林(Arthur Eichengrün)與 特奧多爾·貝克爾(Theodore Becker)發明了第壹個可溶性形態的醋酸纖維素。

1904在瑞士, 卡米爾德瑞福斯(Camille Dreyfus)與他的弟弟亨利德瑞福斯(Henri Dreyfus)在父親位於花園中的小屋發現了醋酸纖維素。他們持續地實現,可是第壹次世界大戰中斷了過程。

制備

迄今為止,還沒有直接生產二級醋酸纖維素的方法。 因此,它應用兩步合成,因為在纖維素的部分酯化的嘗試中,僅形成非完全乙酰化纖維素和完全乙酰化纖維素的混合物。 纖維素總是首先完全轉化為叁乙酸纖維素,然後通過水解成酯化程度較低的乙酸纖維素。


生產細分為以下階段,這些階段通常由物料直接連接:


紙漿的機械加工:將通常以卷或片材形式提供的紙漿是由不同類型的切碎機(如錘磨機和盤式磨機)原纖化,過程中這兩種類型的破碎機需要連續排列以提供最佳分辨率。


化學預處理:原纖化纖維素與乙酸(可適當加入少量硫酸)在25℃-50℃下適當攪拌約1小時,從而誘發乙酸在纖維間隙連續蒸發和冷凝。纖維顆粒因此溶脹,這有利於隨後溶劑分散到纖維顆粒之間。除了這種醋酸蒸汽預處理之外還有壹種在薄糊狀態的預處理方式。將紙漿置於大量水和稀釋後的醋酸中,劇烈攪拌。再通過隨後的工藝如壓制或者離心,增加紙漿中纖維素的濃度。同時添加更高濃度的醋酸。這種工藝的優勢在於取消了粉碎過程,因為紙漿層可以直接添加到攪拌釜中。

纖維素的乙酰化:在商業生產中,冰醋酸法或二氯甲烷法通常用於纖維素的乙酰化。 在冰醋酸法中,預處理的纖維素物質在溶劑冰醋酸與過量的乙酸酐構成的乙酰化混合物(酯化劑)和作為催化劑的硫酸在強烈的機械混合下進行反應。 該反應是高度放熱的,因此需要對反應容器進行強烈冷卻。 當從纖維漿中形成高粘度的透明反應混合物時,通過加入水終止酯化過程。 該溶液必須不含凝膠並具有所需的粘度。

在二氯甲烷法中,二氯甲烷代替乙酰化混合物中的冰醋酸做溶劑。低沸點的二氯甲烷很容易通過蒸餾除去,因此即使使用高粘度溶液也可以非常有效地進行過程控制。 即使在低溫下,它也能很好地溶解叁乙酸纖維素。使用的催化劑是少量硫酸,通常也可以用高氯酸。然而,作為反應的副產物,通常形成乙酸,因此溶劑最終是二氯甲烷,乙酸酐和乙酸的混合物。

有壹種非常罕見的非均相方法是醋酸纖維工藝,其僅用於生產叁乙酸纖維素為最終產品。將纖維素懸浮在非溶劑(如苯)中,並在高氯酸為催化劑作用下將乙酸酐酯化。


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