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醋酸纤维的制备工艺、结构性能及发展前景天津工业大学纺科1201 游兵 1210110115摘要：介绍了醋酸纤维的制备工艺、结构、性能以及研究未来的发展趋势，并对醋酸纤维的国内外生产情况和市场需求，应用前景做了详细分析。
关键词：醋酸纤维、制备工艺、结构性能、发展趋势一、概述醋酸纤维，化工产品，英文名cellulose acetate，简称CA。
又称醋酸纤维素、乙酸纤维或乙酸纤维素纤维。
醋酸纤维分为二醋酯纤维和三醋酯纤维，是人造纤维的一种。
是用纤维素为原料，经化学成法转化成醋酸纤维素酯制成的化学纤维。
首次制备于1865年，是纤维素的乙酸酯。
纤维素以醋酸或醋酐在催化剂作用下进行酯化，而得到的一种热塑性树脂，纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。
其性能取决于乙酰化程度。
二、醋酸纤维的制备工艺1. 工艺分类醋酸纤维生产有干法纺丝、二步湿法和一步湿法三种纺丝工艺路线, 因湿法纺丝缺点较多, 目前国外主要醋酸纤维生产企业都采用干法纺丝。
2.主要流程活化后的纤维素进人硫酸、醋酸配组成的乙酰化剂中进行乙酰化, 在对乙酞化后的三醋酸纤维素部分皂化, 以改善纤维素在丙酮溶液中的溶解性, 同时使纤维素分子量有一定程度的下降, 经皂化后的混合液, 加人一定量的沉淀剂使二醋酸纤维素酯沉淀, 再蒸去溶剂使二醋酸纤维素酯析出, 经洗涤去除残留的醋酸, 再经稳定化处理除去残留的硫酸, 最后经压榨、干燥、粉碎制得二醋酸纤维素酯3.纺丝及后处理纺丝原液通过每个纺丝位的计量泵、烛型滤器、调温器, 从喷丝帽中喷出, 借助纺丝甫道中的热空气加热, 使原液中的丙酮蒸发出来, 其自身则固化成形。
固化的丝条由纺丝甫道的底部出来, 经集束后卷绕在丝筒上, 经加捻后处理得到成品醋醋长丝。
经集束后投人对流的水中, 再经切断、皂洗、压榨、干燥, 即得到醋醋短丝。
三、醋酸纤维的结构性能与用途1．醋酸纤维素的结构1.1醋酸纤维素分子式：(C6H7O2)(OOCCH3)3n●式中x=1.8(醋酸含量为46%)为一醋酸纤维素●式中x=2.4(醋酸含量为54.8%)为二醋酸纤维素●式中x=3.0(醋酸含量为62.5%)为三醋酸纤维素1.2醋酸纤维的纵向和截面形态1.2.1纵向纤维表面形态光滑,较为均一,有明显的沟槽;由其截面形态可看出,纤维无皮芯结构,呈苜蓿叶形,周边较为光滑,少有浅的锯齿。
醋酸纤维素塑料的加工性能及工艺改进摘要：醋酸纤维素塑料作为一种可再生、生物降解的新型环保材料，在塑料制品领域具有广泛的应用前景。
本文通过对醋酸纤维素塑料的加工性能进行研究，分析其在注塑、挤出和吹塑等加工过程中存在的问题，并提出相应的工艺改进措施，以提高醋酸纤维素塑料的加工性能和产品质量。
1. 简介醋酸纤维素塑料是以醋酸纤维素为主要原料制成的塑料，具有降解性、可再生性和生物可降解性等优点。
然而，由于醋酸纤维素的特殊结构和性质，使其在加工过程中存在一些问题，限制了其在工业应用中的推广和普及。
2. 加工性能分析2.1 注塑加工醋酸纤维素塑料在注塑加工过程中容易发生热分解、熔体粘度过高和熔体温度过低的问题。
原因主要是醋酸纤维素的糖基单元在高温下易发生裂解和热解，导致分子链断裂和降解。
同时，醋酸纤维素的糖基单元与树脂中的聚合物相互作用较弱，容易发生相分离现象，使得熔体粘度增大。
为了改善注塑加工的性能，可以采取以下措施：- 提高注塑机温度，以增加醋酸纤维素的熔体温度，减少热分解和熔体粘度过高的问题。
- 添加增溶剂或增容剂，增强醋酸纤维素与聚合物的相互作用，减少相分离现象，改善熔体流动性。
2.2 挤出加工醋酸纤维素塑料在挤出加工过程中，容易出现机头堵塞、挤出速度不稳定和表面质量不良的问题。
这是由于醋酸纤维素塑料的糖基单元结构复杂，分子链间的交联作用弱，容易形成粘滞性较大的糊状物质，导致机头堵塞。
为了解决这些问题，可以考虑以下措施：- 优化挤出机的工艺参数，如挤出温度、挤出速度和模具结构等，以保证挤出过程的稳定性和均匀性。
- 添加外界润滑剂或添加剂，以改善醋酸纤维素塑料的流动性和降低粘滞度，减少机头堵塞的风险。
2.3 吹塑加工醋酸纤维素塑料在吹塑加工过程中容易发生热收缩和变形的问题。
这是因为醋酸纤维素的糖基单元在高温下易发生形状失控和收缩的现象。
为了改善吹塑加工的性能，可以尝试以下方法：- 优化吹塑机的工艺参数，如模具温度、冷却速度和膜厚度等，以降低醋酸纤维素塑料的热收缩率和变形率。
醋酸纤维素聚合度醋酸纤维素是一种重要的纤维素衍生物，由纤维素经过醋酸酐化反应得到。
聚合度是醋酸纤维素的一个关键性质，它决定了醋酸纤维素的物理化学性质和应用领域。
本文将介绍醋酸纤维素的聚合度及其相关内容。
一、醋酸纤维素的定义和特性醋酸纤维素是一种由纤维素和醋酸组成的化合物，也常被称为纤维素醋酸酯。
其化学结构中，醋酸基团取代了纤维素的羟基。
醋酸纤维素具有以下特性：1. 可溶性：醋酸纤维素在一定的温度和浓度条件下可溶于有机溶剂，如醋酸、二氯甲烷等。
2. 良好的热稳定性：醋酸纤维素具有较高的热分解温度，能够在高温条件下保持稳定性。
3. 高度透明性：醋酸纤维素薄膜具有良好的透明性，可用于制备透明薄膜和涂层等。
二、聚合度的概念和测定方法聚合度是聚合物链上平均重复单元个数的指标，它反映了聚合物分子的大小。
对于醋酸纤维素而言，聚合度指的是纤维素链上醋酸单元的个数。
测定醋酸纤维素聚合度的常用方法有：1. 红外光谱法：红外光谱可以通过测定纤维素链上醋酸基团的吸收峰强度和位置来计算聚合度。
2. 核磁共振法：核磁共振光谱可以通过测定醋酸纤维素中醋酸基团的峰面积和位置，计算出聚合度。
3. 毛细管流动时间法：利用毛细管流动时间与聚合度之间的相关性，通过测定毛细管流动时间来推算出聚合度。
三、聚合度对醋酸纤维素性质的影响聚合度是影响醋酸纤维素性质的重要因素之一，它对醋酸纤维素的溶解性、热稳定性、透明性等有着直接的影响。
1. 溶解性：聚合度较低的醋酸纤维素溶解性较好，因为聚合度低意味着链长较短、分子间作用力较弱。
2. 热稳定性：聚合度较高的醋酸纤维素热稳定性较好，因为较高的聚合度可以有效增加聚合物链的稳定性，并抑制热分解的发生。
3. 透明性：聚合度较高的醋酸纤维素具有较好的透明性，因为长链聚合物对光线的散射较小。
四、醋酸纤维素聚合度的调控方法控制醋酸纤维素的聚合度是合成和应用该化合物的关键之一。
以下是一些常用的调控方法：1. 配比控制：通过调整纤维素和醋酸的配比比例，可以控制醋酸纤维素的聚合度。
醋酸纤维素结构式
一、引言
醋酸纤维素是一种重要的生物质材料，具有广泛的应用前景。
其结构式是C6H7O2(OH)3OAc，其中Ac代表醋酸基。
本文将介绍醋酸纤维素的结构式及相关信息。
二、化学结构
1. 分子式：C6H7O2(OH)3OAc
2. 分子量：176.13 g/mol
3. 结构式：
H H H O Ac
| | | //
H-C-C-C-C-O-Ac
| | | \
OH OH OH H
三、化学性质
1. 醋酸纤维素易溶于混合有机溶剂和水，但不溶于非极性溶剂。
2. 在强碱或强酸存在下，会发生水解反应。
3. 可以被氧化剂氧化为羧基纤维素。
四、物理性质
1. 醋酸纤维素是白色或类似白色的粉末状固体。
2. 具有良好的透明度和高度可塑性。
3. 具有较高的拉伸强度和模量，但不耐高温。
五、制备方法
1. 从天然纤维素中通过醋酸化反应制备。
2. 在醋酸和硝酸存在下，通过硝化反应制备。
3. 通过化学合成法制备。
六、应用领域
1. 食品工业：作为食品添加剂，如乳化剂、稳定剂等。
2. 医药工业：作为药物包衣材料、控释材料等。
3. 纺织工业：作为纤维素纤维的替代品，可以用于生产纺织品。
4. 化妆品工业：作为粘合剂、乳液稳定剂等。
七、结论
本文介绍了醋酸纤维素的结构式及相关信息。
其具有广泛的应用前景，在食品、医药、纺织和化妆品等行业都有重要的应用。
第４９卷第１期２０２０年１月应㊀用㊀化㊀工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ.４９Ｎｏ.１Ｊａｎ.２０２０收稿日期:２０１９￣０８￣１２㊀㊀修改稿日期:２０１９￣０９￣０４基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１７０３１５３)作者简介:高立斌(１９６５－)ꎬ男ꎬ河北井陉人ꎬ工程师ꎬ主要从事化学纤维方面的研究ꎮ电话:１９１３５３１１０７９ꎬＥ－ｍａｉｌ:４７４１９２１４０＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯联系人:张素英ꎬ女ꎬ硕士ꎬ主要从事纺织纤维方面的研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｓｕｙｉｎｇｚｈ＠１６３.ｃｏｍ醋酸纤维素的制备及其结构与性能高立斌１ꎬ张素英２ꎬ史晟１ꎬ凌晨１ꎬ王博文１(１.太原理工大学轻纺工程学院ꎬ山西晋中㊀０３０６００ꎻ２.太原理工大学现代科技学院ꎬ山西太原㊀０３００２４)摘㊀要:将微晶纤维素(ＭＣＣ)在冰醋酸/醋酸酐/氯化铁体系下乙酰化ꎬ制备醋酸纤维素(ＣＡ)ꎬ考察了催化剂类型及用量㊁反应温度㊁反应时间和醋酸酐用量等对ＣＡ的取代度和聚合度的影响ꎮ研究表明ꎬ以氯化铁为催化剂ꎬ在冰醋酸/醋酸酐体系下ꎬＭＣＣ乙酰化最佳工艺为:０.５ｇＭＣＣꎬ０.１ｇ氯化铁ꎬ反应温度５０ħꎬ反应时间４０ｍｉｎꎬ５ｍＬ醋酸酐ꎮ醋酸纤维素的各项性能均接近商品醋酸纤维素ꎬ具有一定的应用价值ꎮ关键词:微晶纤维素ꎻ醋酸纤维素ꎻ氯化铁ꎻ结构与性能中图分类号:ＴＱ３１７.９㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１６７１－３２０６(２０２０)０１－００５５－０５ＳｙｎｔｈｅｓｉｓꎬｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅＧＡＯＬｉ￣ｂｉｎ１ꎬＺＨＡＮＧＳｕ￣ｙｉｎｇ２ꎬＳＨＩＳｈｅｎｇ１ꎬＬＩＮＧＣｈｅｎ１ꎬＷＡＮＧＢｏ￣ｗｅｎ１(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＪｉｎｚｈｏｎｇ０３０６００ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏｌｌｅｇｅꎬＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴａｉｙｕａｎ０３００２４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅ(ＣＡ)ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅｕｎｄｅｒｇｌａｃｉａｌａｃｅｔｉｃａｃｉｄ/ａｃｅｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ/ｆｅｒｒｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅｓｙｓｔｅｍ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｔａｌｙｓｔｔｙｐｅａｎｄｄｏｓａｇｅꎬｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅꎬｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄａｃｅｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅｄｏｓａｇｅｏｎｄｅｇｒｅｅｏｆｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｎｄｄｅｇｒｅｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＣＡｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄＭＣＣｉｓａｃｅｔｙｌａｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｇｌａｃｉａｌａｃｅｔｉｃａｃｉｄ/ａｃｅｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｆｅｒｒｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅａｓｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓ０.５ｇＭＣＣꎬ０.１ｇｆｅｒｒｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅꎬｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ５０ħꎬｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ４０ｍｉｎꎬ５ｍＬａｃｅｔｉｃａｎ￣ｈｙｄｒｉｄｅ.Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅａｒｅｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅꎬｗｈｉｃｈｈａｓｃｅｒｔａｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅꎻｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅꎻＦｅＣｌ３ꎻｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙ㊀㊀醋酸纤维素(ＣＡ)是纤维素的重要衍生物之一ꎬ全球每年生产的ＣＡ有６８万ｔ之多[１￣３]ꎮ醋酸纤维素具有广泛的工业应用ꎬ如涂料㊁卷烟过滤器㊁纺织纤维㊁消费品㊁过滤膜㊁复合材料㊁层压板以及医药产品等[４￣６]ꎮＣＡ主要是通过纤维素在醋酸溶液中与乙酸酐反应而制得ꎬ常以硫酸或高氯酸等强酸为催化剂[７]ꎮ虽然硫酸等无机强酸具有良好的催化活性ꎬ但在反应过程生成的副产物也较多ꎬ而且也会造成反应设备的腐蚀ꎮ传统的ＣＡ生产方法中也存在纤维素降解严重和能耗较高等问题ꎮ因此ꎬ有必要开发高效㊁环保的ＣＡ生产技术ꎮ本文以几种固体酸为新型催化剂ꎬ对涤棉混纺织物中棉纤维水解制备的ＭＣＣ进行乙酰化反应ꎬ选出合适的催化剂氯化铁ꎮ然后以氯化铁为催化剂ꎬ制备了ＣＡꎮ考察了反应温度㊁反应时间㊁催化剂用量和醋酸酐用量对ＣＡ的取代度和聚合度的影响ꎬ得出ＣＡ的最佳制备条件ꎬ并对ＣＡ进行了结构与性能表征ꎮ１㊀实验部分１.１㊀试剂与仪器微晶纤维素(ＭＣＣꎬ分子量２３２)ꎬ自制ꎻ乙醇㊁冰醋酸㊁醋酸酐㊁浓硫酸㊁磷钨酸(ＨＰＷ)㊁氯化铁㊁阳离子交换树脂(ＮＫＣ￣９)均为分析纯ꎻ蒸馏水ꎬ自制ꎮＦＡ１４００Ｂ电子天平ꎻＳＺＣＬ￣２型数显智能控温磁力搅拌器ꎻＳＨＢ￣Ш型循环水式多用真空泵ꎻＢＧＺ型电热鼓风干燥箱ꎻＪＳＭ￣６７００Ｆ型场发射扫描电镜ꎻＹ￣２０００型Ｘ射线衍射仪ꎻＦＴ￣ＩＲ￣１７３０型红外光谱仪ꎻＴＧＡ４０００型热重分析仪ꎮ１.２㊀实验方法在１００ｍＬ圆底烧瓶中加入０.５ｇＭＣＣ和５ｍＬ应用化工第４９卷冰醋酸ꎬ在４０ħ水浴锅中恒温活化１ｈꎮ加入５ｍＬ醋酸酐和０.１ｇ催化剂ꎬ５０ħ恒温搅拌４０ｍｉｎꎮ自然冷却至室温ꎬ加入５０ｍＬ去离子水ꎬ使ＣＡ析出ꎮ抽滤ꎬ得到白色的ＣＡꎬ用去离子水和乙醇洗涤ꎬ６０ħ烘干６ｈꎬ备用ꎮ１.３㊀表征方法１.３.１㊀ＣＡ物化结构表征㊀采用傅里叶红外光谱仪对样品的表面化学结构进行分析ꎻ采用场发射扫描电镜对样品进行表面形貌分析ꎻ采用热重分析仪在氮气环境下(４０ｍＬ/ｍｉｎ㊁升温速率１０ħ/ｍｉｎ)对样品的热性能进行分析ꎻ样品的晶体结构采用Ｘ射线衍射仪进行分析(２θ的范围是５~６０ʎꎬ间隔为０.０５ʎ)ꎮ１.３.２㊀取代度㊀根据ＨＧ/Ｔ３０２１ １９９９测定出ＣＡ中水解乙酸值ＡＶꎬ再由公式(１)计算出取代度ＤＳ[８]ꎮＤＳ＝１６２ＡＶ/(６０００－４２ＡＶ)(１)１.３.３㊀聚合度㊀根据ＨＧ/Ｔ２７５８ １９９６测定出ＣＡ的特征黏度(ηꎬｄＬ/ｇ)ꎬ由公式(２)计算得出聚合度ＤＰ[９]ꎮＤＰ＝１４７η１.２(２)２㊀结果与讨论２.１㊀反应条件对醋酸纤维素制备的影响２.１.１㊀催化剂的筛选㊀分别以浓Ｈ２ＳＯ４㊁氯化铁㊁大孔苯乙烯系阳离子交换树脂和磷钨酸(ＨＰＷ)等为催化剂ꎬ催化ＭＣＣ的乙酰化反应ꎮ以取代度为评价指标ꎬ结果见表１ꎮ表１㊀几种催化剂的催化效果Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｃａｔａｌｙｓｔｓ催化剂取代度氯化铁２.５４浓Ｈ２ＳＯ４２.９５ＨＰＷ１.９６ＮＫＣ￣９１.５４㊀㊀由表１可知ꎬ氯化铁的催化效果几乎等同于浓Ｈ２ＳＯ４ꎬ故使用氯化铁为催化剂ꎮ２.１.２㊀催化剂用量的影响㊀图１为氯化铁用量对ＣＡ取代度和聚合度的影响ꎮ图１㊀催化剂用量对ＣＡ取代度和聚合度的影响Ｆｉｇ.１㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆｃａｔａｌｙｓｔｄｏｓａｇｅｏｎｔｈｅＤＳａｎｄＤＰｏｆＣＡ㊀㊀由图１可知ꎬ随着用量的增加ꎬ催化效能随之增加ꎬ反应速度加快ꎬ取代度呈现出上升的趋势ꎮ但是当氯化铁的使用量超过０.２ｇ时ꎬ取代度的增加开始放缓ꎬ这是由于氯化铁的用量０.２ｇ时ꎬＭＣＣ的乙酰化反应的速率已经接近最大值ꎬ所以取代度随氯化铁使用量的增加而不会明显增加ꎮ由于氯化铁会一定程度上促进ＭＣＣ的水解ꎬ所以当氯化铁用量增加时ꎬＣＡ的聚合度会降低ꎮ而且由于纤维素的乙酰化反应是放热反应ꎬ随着反应的进行ꎬ体系的温度会相对升高ꎬ这也会促进ＣＡ的水解ꎮ２.１.３㊀反应温度的影响㊀图２为反应温度对ＣＡ取代度和聚合度的影响ꎮ图２㊀反应温度对ＣＡ取代度和聚合度的影响Ｆｉｇ.２㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅＤＳａｎｄＤＰｏｆＣＡ㊀㊀纤维素的乙酰化反应是一个由非均相反应到均相反应的过程ꎬ在这个过程中ꎬ不溶于冰醋酸的ＭＣＣ逐渐反应生成可溶于冰醋酸的ＣＡꎮ在非均相反应阶段ꎬ乙酰化反应优先在ＭＣＣ的非晶区进行ꎬ慢慢再到结晶区ꎮ由图２可知ꎬ当反应体系内的温度较低时ꎬ反应速率较慢ꎮ温度为４０ħ时ꎬＣＡ的取代度较小ꎮ随着温度的增加ꎬ化学反应速率不断增加ꎬＣＡ的取代度也随之增加ꎮ当反应温度从４０ħ上升到５０ħ时ꎬＣＡ的聚合度降低得较为缓慢ꎮ当温度高于５０ħ时ꎬ聚合度开始显著下降ꎮ这是由于温度低于５０ħ时ꎬＭＣＣ的酸水解不明显ꎬ但温度超过５０ħ后ꎬＭＣＣ的酸水解加剧ꎬ而且随着温度的升高ꎬＭＣＣ的水解程度也加深ꎬ所以ＣＡ的聚合度降低得越来越快ꎮ２.１.４㊀反应时间的影响㊀图３为反应时间对ＣＡ取代度和聚合度的影响ꎮ㊀㊀由图３可知ꎬ随着时间的增加ꎬＣＡ的取代度增加ꎮ这是由于ＭＣＣ的乙酰化反应随着时间的增加而更加充分ꎬ所以取代度呈上升趋势ꎮ然而ꎬ随着时间的增加ꎬ聚合度下降ꎬ这是由于部分ＭＣＣ会发生水解ꎬ而且随着时间的延长ꎬ水解的作用越来越明显ꎮ６５第１期高立斌等:醋酸纤维素的制备及其结构与性能图３㊀反应时间对ＣＡ取代度和聚合度的影响Ｆｉｇ.３㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｔｈｅＤＳａｎｄＤＰｏｆＣＡ２.１.５㊀醋酸酐用量的影响㊀图４为醋酸酐用量对ＣＡ取代度和聚合度的影响ꎮ图４㊀醋酸酐用量对ＣＡ取代度和聚合度的影响Ｆｉｇ.４㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆａｃｅｔｙｌｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅｄｏｓａｇｅｏｎｔｈｅＤＳａｎｄＤＰｏｆＣＡ㊀㊀由图４可知ꎬ随着醋酸酐用量的增加ꎬ取代度呈现上升趋势ꎮ当醋酸酐用量>４ｍＬ时ꎬＣＡ的取代度上升趋势开始放缓ꎮ醋酸酐既能与ＭＣＣ发生酯化反应ꎬ也会水解消耗酯化反应生成水ꎬ促进醋化反应的进行ꎬ若醋酸酐用量不足ꎬ反应生成的水易引起醋酸酐的水解ꎬ降低ＣＡ的取代度ꎮ故随着醋酸酐用量的增加ꎬＣＡ的取代度提高ꎮ醋酸酐用量对聚合度的影响较小ꎬ曲线较为平缓ꎮ２.２㊀醋酸纤维素的物化结构２.２.１㊀化学结构㊀图５为ＭＣＣ及其乙酰化产物的红外光谱图ꎮ图５㊀ＣＡ和市售商品ＣＡ的红外光谱图Ｆｉｇ.５㊀ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＣＡａｎｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣＡ(ＣＣＡ)㊀㊀由图５可知ꎬ１１６５ꎬ１７５２ｃｍ－１处是饱和羧酸酯的Ｃ Ｏ和Ｃ Ｃ Ｏ的拉伸吸收[１０]ꎬ１３６９ｃｍ－１处是 ＯＣＯＣＨ３的拉伸ꎬ１２３５ｃｍ－１是乙酰基中 ＣＯ 的拉伸[７ꎬ１１]ꎮ２９５１ꎬ２８９７ｃｍ－１处分别是由于饱和的甲氧基和亚甲基的不对称拉伸造成的[１２]ꎬ１０５１ｃｍ－１是Ｃ Ｏ Ｃ吡喃糖环骨架的振动[１３]ꎮ与ＭＣＣ相比ꎬＣＡ的红外有一些明显的变化:在３４５０ｃｍ－１处 ＯＨ伸缩带的拉伸振动明显减小[１４]ꎻ１２２０ｃｍ－１处是Ｃ Ｏ的伸缩振动增强[１５]ꎬ说明乙酰基取代了纤维素链上的 ＯＨ基团[１６]ꎮ２.２.２㊀晶体结构㊀图６为ＣＡ的ＸＲＤ衍射图谱ꎮ图６㊀ＣＡ和市售商品ＣＡ的Ｘ射线衍射图谱Ｆｉｇ.６㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＣＡａｎｄＣＣＡ㊀㊀由图６可知ꎬ与ＭＣＣ对比ꎬＣＡ中纤维素Ⅰ型的４个衍射峰消失ꎬ说明ＭＣＣ已经全部转化[１７]ꎮ在２θ＝１０.６ʎ处出现了较弱的衍射峰ꎬ这是醋酸纤维素的结晶峰[１８￣１９]ꎮ在２θ＝１３ꎬ１７.４ꎬ２２.３ʎ处均为ＣＡ的晶体衍射峰[２０]ꎮ在２θ＝８.４ʎ处为具有半晶质乙酰化纤维素的主要特征峰[２１]ꎮ此外ꎬ在２θ＝１９.７ʎ处出现了新的衍射峰ꎬ这通常被认为是纤维素链中无序或非晶区[２２]ꎮＣＡ等衍射峰都比较微弱ꎬ这说明它的结晶度低ꎬ这是由于体积较大的乙酰基取代羟基ꎬ破坏了纤维素分子间和分子内的氢键所致[２３]ꎮ乙酰基使得纤丝间距离的增加和微纤结构的破坏ꎬ引起纤维素结构的紊乱[２４]ꎮ２.２.３㊀热稳定性㊀图７为ＣＡ的ＴＧ￣ＤＴＧ曲线ꎮ图７㊀ＣＡ和市售商品ＣＡ的ＴＧ￣ＤＴＧ曲线图Ｆｉｇ.７㊀ＴＧ￣ＤＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＣＡａｎｄＣＣＡ㊀㊀由图７可知ꎬＣＡ的失重阶段为２８０~４００ħꎬ在３７０ħ的时候达到最大失重率ꎬ与之前报道的７５应用化工第４９卷数据一致[２５]ꎮ在４００~５５０ħ这一阶段ꎬＣＡ的结晶区完全被破坏ꎬ分解为Ｄ￣葡萄糖单体ꎬ单体可进一步分解为自由基[２６￣２７]ꎮ与ＭＣＣ相比ꎬＣＡ的热稳定性要高于ＭＣＣꎮ有研究报道纤维素酯的热稳定性随着取代度的增加而增加[２４]ꎬＣＡ与市售商品ＣＡ的热稳定性接近ꎬ从侧面说明它们的取代度也接近ꎮ２.２.４㊀微观形貌㊀图８为ＣＡ的ＳＥＭ图像ꎮ图８㊀ＣＡ(ｄꎬｅꎬｆ)和市售商品ＣＡ(ａꎬｂꎬｃ)的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ.８㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＣＡ(ｄꎬｅꎬｆ)ａｎｄＣＣＡ(ａꎬｂꎬｃ)㊀㊀由图８可知ꎬＣＡ表面凹凸不平ꎬ有很多小的突起ꎮ而市售商品ＣＡ的表面相比之下较为平整光滑ꎮ相比商品ＣＡꎬ制备所得的ＣＡ粒径较小ꎬ形状更加不规则ꎮ２.２.５㊀其他性能指标㊀表２为工业纺丝用醋酸纤维素和ＣＡ的质量指标ꎮ表２㊀ＣＡ的质量指标Ｔａｂｌｅ２㊀ＴｈｅｑｕａｌｉｔｙｉｎｄｅｘｅｓｏｆＣＡ项目指标ＣＡ水分/％ɤ６.０４.６２游离酸(以ＣＨ３ＣＯＯＨ计)/％ɤ０.０１０.００７热稳定性烘烤无黑色或褐色颗粒合格㊀㊀由表２可知ꎬ制备的ＣＡ的含水量㊁热稳定性和游离酸均达到了质量标准ꎮ３㊀结论在冰醋酸/醋酸酐体系下ꎬ微晶纤维素乙酰化制成醋酸纤维素的最佳工艺条件为:氯化铁相对于微晶纤维素的质量为２０％ꎬ反应温度５０ħꎬ反应时间４０ｍｉｎꎬ醋酸酐用量相对于微晶纤维素的质量为１０ʒ１ꎮ醋酸纤维素的各项性能均接近市售商品ꎬ具有一定的应用价值ꎮ参考文献:[１]㊀ＺｈａｎｇＭＱ.Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｆｒｏｍｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ￣ｅｍｅｒｇｉｎｇａｓｔｈｅｔｉｍｅｓｒｅｑｕｉｒｅ[Ｊ].ＥｘｐｒｅｓｓＰｏｌｙｍｅｒＬｅｔ￣ｔｅｒｓꎬ２００７ꎬ１(７):４０６.[２]ＹａｎＬＦꎬＬｉＷꎬＱｉＺＨꎬｅｔａｌ.Ｓｏｌｖｅｎｔ￣ｆｒｅｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｂｙｓｏｌｉｄｓｕｐｅｒａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌｙｍｅｒＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２００６ꎬ１３(５):３７５￣３７８.[３]ＢｉｓｗａｓＡꎬＳｈｏｇｒｅｎＲＬꎬＷｉｌｌｅｔｔＪＬ.Ｓｏｌｖｅｎｔ￣ｆｒｅｅｐｒｏｃｅｓｓｔｏｅｓｔｅｒｉｆｙｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ[Ｊ].Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓꎬ２００５ꎬ６(４):１８４３￣１８４５.[４]ＹｕＤＧꎬＬｉＸＹꎬＷａｎｇＸꎬｅｔａｌ.Ｚｅｒｏ￣ｏｒｄｅｒｄｒｕｇｒｅｌｅａｓｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇｃｏａｘｉａｌｅｌｅｃ￣ｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ[Ｊ].Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅꎬ２０１３ꎬ２０(１):３７９￣３８９.[５]ＬｉＪꎬＺｈａｎｇＬＰꎬＰｅｎｇＦꎬｅｔａｌ.Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ￣ａｓｓｉｓｔｅｄｓｏｌ￣ｖｅｎｔ￣ｆｒｅｅａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｗｉｔｈａｃｅｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｉｏｄｉｎｅａｓａｃａｔａｌｙｓｔ[Ｊ].Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓꎬ２００９ꎬ１４(９):３５５１￣３５６６.[６]ＹｕＤＧꎬＹｕＪＨꎬＣｈｅｎＬꎬｅｔａｌ.Ｍｏｄｉｆｉｅｄｃｏａｘｉａｌｅｌｅｃｔｒｏ￣ｓｐｉｎｎｉｎｇｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ￣ｑｕａｌｉｔｙｋｅｔｏｐｒｏｆｅｎ￣ｌｏａｄｅｄｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌ￣ｙｍｅｒｓꎬ２０１２ꎬ９０(２):１０１６￣１０２３.[７]ＳｔｅｉｎｍｅｉｅｒＨ.３.Ａｃｅｔａｔｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｅｃｈ￣ｎｏｌｏｇｙ３.１ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｍａｃｒｏ￣ｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｙｍｐｏｓｉａꎬ２００４ꎬ２０８(１):４９￣６０.[８]ＦｉｌｈｏＧＲꎬＭｏｎｔｅｉｒｏＤＳꎬＭｅｉｒｅｌｅｓＣＤＳꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｒｅ￣ｃｙｃｌｅｄｎｅｗｓｐａｐｅｒ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２００８ꎬ７３(１):７４￣８２.[９]ＭｅｎｇＱＬꎬＬｉＹｉｎｇｃｈｕｎ.Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｃｅｌｌｕ￣ｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２００４ꎬ１６(２):２８７￣２８９.[１０]ＭｉｃｈａｅｌＳꎬＭｉｃｈｅｌＢꎬＨｅｒａｎｔＫꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｃｅｌｌｕ￣ｌｏｓｅｅｓｔｅｒｐｌａｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＡｃｃｏｕｎｔｓｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１０ꎬ４３(６):８８８￣８９６.[１１]ＣｈｅｎＸꎬＺｏｕＨꎬＮｉＪꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｈｉｒａｌｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｅｌｌｕｌｏｓｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｅｐａｒａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅꎬ２００３ꎬ２６(１/２):２９￣３６.[１２]ＣｅｌｅｂｉｏｇｌｕＡꎬＤｅｍｉｒｃｉＳꎬＵｙａｒＴ.Ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ￣ｇｒａｆｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｖｉａ Ｃｌｉｃｋ ｒｅａｃ￣ｔｉｏｎｆｏｒｒｅｍｏｖａｌｏｆｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉ￣８５第１期高立斌等:醋酸纤维素的制备及其结构与性能ｅｎｃｅꎬ２０１４ꎬ３０５:５８１￣５８８.[１３]ＡｌｉＳꎬＫｈａｔｒｉＺꎬＯｈＫＷꎬｅｔａｌ.Ｚｅｉｎ/ｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｈｙ￣ｂｒｉｄｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ:Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ].ＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１４ꎬ２２(９):９７１￣９７７. [１４]ＧｏｎçａｌｖｅｓＳＭꎬｄｏｓＳａｎｔｏｓＤＣꎬＭｏｔｔａＪＦＧꎬｅｔａｌ.Ｓｔｒｕｃ￣ｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓｉｎ￣ｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｗｉｔｈｇｌｙｃｅｒｏｌ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１９ꎬ２０９:１９０￣１９７.[１５]ＳｕｎＸＦꎬＳｕｎＲＣꎬＳｕｎＪＸ.Ａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｂａ￣ｇａｓｓｅｕｓｉｎｇＮＢＳａｓａｃａｔａｌｙｓｔｕｎｄｅｒｍｉｌｄｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉ￣ｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｏｉｌｓｏｒｐｔｉｏｎ￣ａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓ[Ｊ].ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００４ꎬ９５(３):３４３￣３５０. [１６]ＳａｉｋｉａＣＮꎬＡｌｉＦꎬＧｏｓｗａｍｉＴꎬｅｔａｌ.ＥｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈＲ￣ｃｅｌｌｕｌｏｓｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍＨｉｂｉｓｃｕｓｃａｎｎａｂｉｎｕｓＬ[Ｊ].Ｉｎ￣ｄｕｓｔｒｉａｌＣｒｏｐｓａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｓꎬ１９９５ꎬ４(４):２３３￣２３９. [１７]ＭａｔｓｕｍｕｒａＨꎬＳｕｇｉｙａｍａＪꎬＧｌａｓｓｅｒＷＧ.Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｎａｎｏ￣ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ.Ｉ.Ｔｈｅｒｍａｌｌｙｄｅｆｏｒｍａｂｌｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅｈｅｘａｎｏａｔｅｓｆｒｏｍｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙ￣ｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ７８(１３):２２４２￣２２５３.[１８]ＦａｎＧＺꎬＷａｎｇＭꎬＬｉａｏＣＪꎬｅｔａｌ.Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｆｒｏｍｒｉｃｅｓｔｒａｗａｎｄｉｔｓｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｎｔｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｃａｔａｌｙｚｅｄｂｙｐｈｏｓｐｈｏｔｕｎｇｓｔｉｃａｃｉｄ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙ￣ｍｅｒｓꎬ２０１３ꎬ９４(１):７１￣７６.[１９]ＤｅｕｓＣＦＨꎬＳｉｅｆｅｒｔＥ.Ｐａｒｔｉａｌｌｙａｃｅｔｙｌａｔｅｄｃｅｌｌｕｌｏｓｅ:Ｓｙｎ￣ｔｈｅｓｉｓａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖｉａｐｒｏｔｏｎＮＭＲｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ[Ｊ].ＭａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅＣｈｅｍｉｅ￣ＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓꎬ１９９１ꎬ１９２(１):７５￣８３.[２０]ＣｈｅｎＪꎬＸｕＪꎬＷａｎｇＫꎬｅｔａｌ.Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｉｂｅｒｓｐｒｅ￣ｐａｒｅｄｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｒａｐｉｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１６ꎬ１３７:６８５￣６９２. [２１]ＦｉｌｈｏＧＲꎬＣｒｕｚＳＦＤꎬＰａｓｑｕｉｎｉＤꎬｅｔａｌ.Ｗａｔｅｒｆｌｕｘｔｈｒｏｕｇｈｃｅｌｌｕｌｏｓｅｔｒｉａｃｅｔａｔｅｆｉｌｍｓｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｈｅｔｅｒｏｇｅ￣ｎｅｏｕｓａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｇａｒｃａｎｅｂａｇａｓｓｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０００ꎬ１７７(１):２２５￣２３１.[２２]ＦｒｅｉｒｅＣＳＲꎬＳｉｌｖｅｓｔｒｅＡＪＤꎬＮｅｔｏＣＰꎬｅｔａｌ.Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｆｉｂｅｒｓｗｉｔｈｆａｔｔｙａｃｉｄｓ:Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｅｘｔｅｎｔｏｆｅｓｔｅｒｉ￣ｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｉｂｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙ￣ｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１０ꎬ１００(２):１０９３￣１１０２.[２３]ＨｕＷꎬＣｈｅｎＳꎬＸｕＱꎬｅｔａｌ.Ｓｏｌｖｅｎｔ￣ｆｒｅｅａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｕｎｄｅｒｍｏｄｅｒａｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｃａｒｂｏ￣ｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１１ꎬ８３(４):１５７５￣１５８１.[２４]ＢａｒｕｄＨＳꎬＪúｎｉｏｒＡＭＤＡꎬＳａｎｔｏｓＤＢꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ[Ｊ].ＴｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃ￣ｔａꎬ２００８ꎬ４７１(１):６１￣６９.[２５]ＤａｓＡＭꎬＡｌｉＡＡꎬＨａｚａｒｉｋａＭＰ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｅｔａｔｅｆｒｏｍｒｉｃｅｈｕｓｋ:Ｅｃｏ￣ｆｒｉｅｎｄｌｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１４ꎬ１１２(２１):３４２￣３４９.[２６]ＡｎｔａｌＭＪꎬＶａｒｈｅｇｙｉＧ.Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｋｉｎｅｔｉｃｓ:Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｅｏｆｋｎｏｗｌｅｄｇｅ[Ｊ].Ｉｎｄｅｎｇｃｈｅｍｒｅｓꎬ１９９５ꎬ３４(３):７０３￣７１７.[２７]ＹａｎｇＺｈａｎｐｉｎｇꎬＸｕＳｏｎｇｗｅｉꎬＭａＸｉａｏｌｏｎｇꎬｅｔａｌ.Ｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｂａｍｂｏｏｐｕｌｐ[Ｊ].ＷｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００８ꎬ４２(８):６２１￣６３２.(上接第５４页)[２]㊀ＡｕｇｅｒｉＦ.Ｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓｃｏｎ￣ｃｒｅｔｅｍｉｘｔｕｒｅｕｔｉｌｉｚｉｎｇａｎａｓｐｈａｌｔａｄｄｉｔｉｖｅ￣Ｖｅｒｇｌｉｍｉｔ[Ｒ].ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤ.Ｃ.:ＦｅｄｅｒａｌＨｉｇｈｗａｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎꎬ１９８７. 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醋酸纤维是什么材料
醋酸纤维是一种由纤维素素材制成的合成纤维，其化学名称为醋酸纤维素。
醋酸纤维素是一种半合成纤维，是在天然纤维素基础上经过化学处理而得到的。
它具有许多优异的性能，因此在纺织工业中得到了广泛的应用。
首先，醋酸纤维具有良好的吸湿性和透气性。
这使得它在服装面料中具有良好的舒适性，能够让皮肤呼吸，吸收和散发汗液，保持人体干燥。
这种特性使得醋酸纤维在夏季服装中得到了广泛的应用。
其次，醋酸纤维具有良好的柔软性和光泽度。
它的纤维细度细腻，手感柔软，适合制作高档服装。
同时，它的光泽度高，能够增加面料的光泽感，使得服装更加时尚和高贵。
此外，醋酸纤维还具有良好的耐热性和耐碱性。
它能够在较高温度下使用，并且不易受到碱性物质的侵蚀，因此在洗涤过程中能够保持较好的稳定性。
醋酸纤维的耐磨性和耐腐蚀性也非常出色。
它的耐磨性能使得制成的面料耐久耐用，不易起球和变形。
而且在化学药剂的侵蚀下，醋酸纤维也能够保持较好的性能，因此在工业用途中也得到了广泛的应用。
总的来说，醋酸纤维是一种优异的合成纤维，具有良好的吸湿性、透气性、柔软性、光泽度、耐热性、耐碱性、耐磨性和耐腐蚀性等优秀性能。
因此在纺织工业中得到了广泛的应用。
希望本文的介绍能够让大家对醋酸纤维有更深入的了解。
醋酸纤维的制备工艺、结构性能及发展前景天津工业大学纺科1201 游兵1210110115摘要：介绍了醋酸纤维的制备工艺、结构、性能以及研究未来的发展趋势，并对醋酸纤维的国外生产情况和市场需求，应用前景做了详细分析。
关键词：醋酸纤维、制备工艺、结构性能、发展趋势一、概述醋酸纤维，化工产品，英文名cellulose acetate ，简称CA 。
又称醋酸纤维素、乙酸纤维或乙酸纤维素纤维。
醋酸纤维分为二醋酯纤维和三醋酯纤维，是人造纤维的一种。
是用纤维素为原料，经化学成法转化成醋酸纤维素酯制成的化学纤维。
首次制备于1865 年，是纤维素的乙酸酯。
纤维素以醋酸或醋酐在催化剂作用下进行酯化，而得到的一种热塑性树脂，纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。
其性能取决于乙酰化程度。
二、醋酸纤维的制备工艺1. 工艺分类醋酸纤维生产有干法纺丝、二步湿法和一步湿法三种纺丝工艺路线, 因湿法纺丝缺点较多, 目前国外主要醋酸纤维生产企业都采用干法纺丝。
2. 主要流程活化后的纤维素进人硫酸、醋酸配组成的乙酰化剂中进行乙酰化, 在对乙酞化后的三醋酸纤维素部分皂化, 以改善纤维素在丙酮溶液中的溶解性, 同时使纤维素分子量有一定程度的下降, 经皂化后的混合液, 加人一定量的沉淀剂使二醋酸纤维素酯沉淀, 再蒸去溶剂使二醋酸纤维素酯析出, 经洗涤去除残留的醋酸, 再经稳定化处理除去残留的硫酸,最后经压榨、干燥、粉碎制得二醋酸纤维素酯3. 纺丝及后处理纺丝原液通过每个纺丝位的计量泵、烛型滤器、调温器, 从喷丝帽中喷出, 借助纺丝甫道中的热空气加热, 使原液中的丙酮蒸发出来, 其自身则固化成形。
固化的丝条由纺丝甫道的底部出来, 经集束后卷绕在丝筒上, 经加捻后处理得到成品醋醋长丝。
经集束后投人对流的水中, 再经切断、皂洗、压榨、干燥, 即得到醋醋短丝。
三、醋酸纤维的结构性能与用途1．醋酸纤维素的结构1.1 醋酸纤维素分子式：（C6H7O2）（OOCCH3）3n 式中x=1.8（醋酸含量为46%）为一醋酸纤维素式中x=2.4（醋酸含量为54.8%）为二醋酸纤维素式中x=3.0（醋酸含量为62.5%）为三醋酸纤维素1.2 醋酸纤维的纵向和截面形态1.2.1 纵向纤维表面形态光滑, 较为均一, 有明显的沟槽; 由其截面形态可看出,纤维无皮芯结构,呈苜蓿叶形,周边较为光滑,少有浅的锯齿。
醋酸纤维素5万吨/年醋酸纤维素⽚1、项⽬⽬的和意义醋酸纤维素是纤维素中的羟基被酯化⽽⽣成的。
按⼄酰基含量不同，分为三个品种：其中⼄酰基含量在31%-35%时，称为⼀醋酸纤维素；⼄酰基含量在38%-41.5%时，称为⼆醋酸纤维素；⼄酰基含量⼤于43%时，称为三醋酸纤维素。
本项⽬主要指⼆醋酸纤维素，俗称醋⽚（以下统称醋⽚）。
⾹烟⼩咀丝束是醋⽚的主要消费领域。
由醋⽚制的丝束，⽤于⾹烟滤咀材料，具有弹性好、⽆毒、⽆味、热稳定性好、吸咀⼩，截滤效果显著，能减少烟⽓中的毒物，同时⼜保留了⼀定的烟碱不失⾹烟⼝味。
它⽐聚丙烯丝等材料具有⽆法相⽐的优越性。
世界上⾹烟过滤咀的消耗量长期以来⼀直保持着稳定增长势头。
醋⽚做为⽣产⾹烟必不可少的关键材料，发展快，⽤量⼤。
此外，醋⽚还可以⽤于制造热塑性塑料、电话机壳、眼镜架、玩具、醋酸⼈造丝、⽣物降解薄膜、半透膜材料（⽤于海⽔淡化、⽔处理、混合⽓体分离、病毒细菌分离等）。
国外醋⽚总量60%以上消费于⾹烟丝束；国内则绝⼤部分⽤于⾹烟丝束，仅少量⽤于纺织、塑料制品等。
⼜由于国内醋⽚产量满⾜不了市场需求，所以拟建5万吨/年醋⽚装置，在国内市场上还有⼀定份额。
2、市场分析2?1国外市场分析国外主要醋⽚⽣产公司有：Eastman corp(美国)、Hoechst celanese(美国)、Primester corp(美国)、⼤赛璐公司(⽇本)、帝⼈公司(⽇本)。
世界上醋⽚的发展⽐较平稳，⽬前装置能⼒80万吨/年以上，且都满负荷⽣产。
醋酸纤维丝束是⾹烟滤嘴的理想原料，过去20年中，醋酸纤维丝束增长稳定，年均增长6%以上，预计还会继续保持这种趋势。
丝束的原料是醋⽚，丝束的增长趋势决定了醋⽚的发展。
1996年醋酸纤维丝束消费58万吨以上，相应耗醋⽚55万多吨。
预计2005年醋酸纤维丝束年均增长率5%计，需求为102万吨，相应醋⽚约97万吨（1吨丝束消耗醋⽚0.95吨计）。
2?2国内市场分析我国烟草⼗年来稳定增长，尤其近三年快速增长。
醋酸纤维素塑料的防火性能研究及应用引言随着环境保护意识的提高和可持续发展的迫切需求，对于塑料材料的可降解性和防火性能的要求日益增加。
醋酸纤维素塑料作为一种可降解的塑料材料，在可持续发展领域有着广泛的应用前景。
本文将对醋酸纤维素塑料的防火性能进行研究，并探讨其在实际应用中的潜力和可能的挑战。
1. 醋酸纤维素塑料的基本特性醋酸纤维素塑料是一种由纤维素衍生物制成的塑料材料。
纤维素是一种天然的高分子物质，可从木材、植物纤维等生物质材料中提取得到。
因此，醋酸纤维素塑料具有很高的可再生性和可降解性，对环境影响较小。
此外，醋酸纤维素塑料还具有其他一些优异的物理化学特性，如耐化学腐蚀、优良的透明度、良好的机械性能和加工性能等。
这些特性使得醋酸纤维素塑料在包装、建筑材料、纺织品和医疗用途等领域具有广阔的应用市场。
2. 醋酸纤维素塑料的防火性能研究然而，醋酸纤维素塑料在防火性能方面存在一定的挑战。
与传统石化塑料相比，醋酸纤维素塑料的燃烧性能较差，易燃且难以自熄。
因此，为了满足实际应用的安全需求，对其防火性能进行研究和改进势在必行。
近年来，许多学者和研究机构对醋酸纤维素塑料的防火性能进行了广泛而深入的研究。
他们主要采用添加阻燃剂、配制复合材料、表面涂层等方式来提高醋酸纤维素塑料的防火性能。
2.1 添加阻燃剂添加阻燃剂是改善醋酸纤维素塑料防火性能的一种常用方法。
阻燃剂通过吸热、减少可燃气体生成、形成炭化层等方式，降低材料的燃烧速度和烟雾产生量。
常用的阻燃剂包括氢氧化铝、氯化铝、氨基磷酸盐等。
研究表明，适量添加阻燃剂可以显著提高醋酸纤维素塑料的防火性能。
通过对阻燃剂种类、添加量以及材料配方的优化，可以达到满足特定应用需求的防火要求。
2.2 配制复合材料将醋酸纤维素塑料与其他阻燃材料进行复合，可以进一步提高其防火性能。
常用的复合材料包括醋酸纤维素塑料与陶瓷颗粒、纳米氧化物等材料的复合。
复合材料的制备可以通过加工方法如热压、注塑等实现。
醋酸纤维素塑料的高温性能及应用研究醋酸纤维素塑料（Acetate cellulose plastic）是一种重要的高分子材料，具有良好的机械性能、生物降解性以及可塑性。
然而，对于其高温性能和应用研究方面，仍有一些挑战需要解决。
本文将探讨醋酸纤维素塑料的高温性能以及其在不同领域中的应用研究进展。
一、醋酸纤维素塑料的高温性能1. 热分解温度醋酸纤维素塑料的热分解温度通常在200~300°C之间，取决于纤维素的醋酸度、纤维素结构以及添加的增塑剂等因素。
高醋酸度和醋酸纤维素的含量通常会提高其热稳定性。
2. 热变形温度醋酸纤维素塑料的热变形温度较低，范围在60~80°C之间。
高醋酸度的醋酸纤维素塑料具有更高的热变形温度。
因此，在高温环境下，醋酸纤维素塑料容易发生变形和软化。
3. 尺寸稳定性由于热变形温度较低，醋酸纤维素塑料在高温条件下容易发生尺寸变化。
因此，在高温环境下应用醋酸纤维素塑料时，需要考虑其尺寸稳定性，尤其是对于需要精确尺寸的应用场景。
4. 热导率醋酸纤维素塑料的热导率相对较低，这意味着其在高温环境下的导热性能相对较差。
因此，对于需要高导热性能的应用场景，需要通过添加填料或改变醋酸纤维素的结构等方式来提高其热导率。
二、醋酸纤维素塑料的应用研究1. 包装材料醋酸纤维素塑料作为一种生物降解性的材料，被广泛应用于包装材料领域。
其良好的可塑性和机械性能可以满足包装材料对于强度和耐久性的要求。
同时，醋酸纤维素塑料的生物降解性能有助于减少包装垃圾对环境造成的污染。
2. 医疗器械醋酸纤维素塑料也被应用于医疗器械领域。
由于其良好的生物相容性和可塑性，醋酸纤维素塑料可以制成一次性医疗器械，如注射器、输液管等。
此外，醋酸纤维素塑料还可以用于制造生物可降解的药物包装材料，有利于药物的储存和使用。
3. 电子产品虽然醋酸纤维素塑料的热变形温度较低，但在低温条件下，它具有一定的电绝缘性能，因此可以用于电子产品的绝缘材料。
醋酸纤维素塑料的热性能及热稳定性研究醋酸纤维素塑料是一种绿色可持续发展的新型塑料材料。
本文将重点研究醋酸纤维素塑料的热性能及热稳定性，并探讨其在各个领域的应用前景。
首先，我们将对醋酸纤维素塑料的热性能进行研究。
热性能主要包括热导率、热膨胀系数和热稳定性等指标。
热导率是材料传导热量的能力，对于塑料材料而言，较低的热导率意味着更好的隔热性能。
研究表明，醋酸纤维素塑料的热导率较低，适用于制作隔热材料。
其次，热膨胀系数是材料在温度变化下体积膨胀或收缩的能力。
醋酸纤维素塑料的热膨胀系数与其他塑料相比较低，这使得它在制作精密零件或需要稳定尺寸的应用中具有优势。
在研究醋酸纤维素塑料的热稳定性时，我们将注意其在高温环境下的性能表现。
研究表明，醋酸纤维素塑料在高温下有较好的热稳定性，能够保持其物理性能和形状稳定性。
这使得醋酸纤维素塑料在汽车零部件、电子产品外壳以及耐高温包装等领域具有广阔的应用前景。
除了热性能和热稳定性外，我们还将研究醋酸纤维素塑料的加工性能及机械性能。
加工性能包括塑料在加工过程中的流动性和可加工性。
醋酸纤维素塑料在加工中具有良好的流动性和可塑性，能够满足不同加工要求。
机械性能包括强度、刚度和韧性等指标，这些指标直接影响塑料制品的使用寿命和性能。
研究表明，醋酸纤维素塑料具有较高的强度和刚度，同时保持良好的韧性，适用于制作耐磨损、耐冲击的产品。
值得注意的是，为了提高醋酸纤维素塑料的综合性能，我们还可以通过添加填充剂和增塑剂等方式进行改性。
填充剂可以增加塑料的硬度和强度，改善耐热性能；增塑剂则可以提高塑料的柔韧性和延展性。
这些改性措施能够使醋酸纤维素塑料更加适应不同领域的应用需求。
在研究醋酸纤维素塑料的热性能和热稳定性时，我们还可以通过热分析技术来获取更详细的数据。
热分析技术包括差热分析（DSC）、热重分析（TGA）等方法，可以测定材料的热性能、热分解温度和热稳定性等参数。
通过对醋酸纤维素塑料的热分析，我们可以更加深入地了解其热性能和热稳定性，为进一步优化材料配方和改进制备工艺提供科学依据。
醋酸纤维素塑料与传统塑料的拆分性能对比研究引言：随着环境保护和可持续发展意识的增强，对塑料废弃物的处理和回收利用成为了全球范围内的热门议题。
塑料作为一种常见的材料，具有轻便、耐用等优点，使其广泛应用于包装、建筑、汽车等领域。
然而，传统塑料的降解和回收存在着种种挑战，例如光分解速度慢、耐热性差等。
醋酸纤维素塑料作为一种新型可降解塑料，具有优异的可再生性和降解性能，引起了广泛的关注。
本文将对醋酸纤维素塑料和传统塑料的拆分性能进行对比研究，旨在揭示其在可持续发展方面的潜力。
一、醋酸纤维素塑料的制备及特性概述1.1 醋酸纤维素塑料的制备方法醋酸纤维素塑料是由纤维素的醋酸酯化反应制得的，常见的制备方法包括浸渍、提拉、溶剂交替和水相反应等。
这些方法具有简便、环保等特点，使得醋酸纤维素塑料制备成本较低。
1.2 醋酸纤维素塑料的特性醋酸纤维素塑料具有许多优良特性，包括高强度、较高的熔点和热稳定性以及良好的柔韧性。
此外，醋酸纤维素塑料还具有良好的生物降解性能，可以通过微生物的作用迅速分解成二氧化碳和水。
二、传统塑料的降解与回收难题2.1 传统塑料的降解问题传统塑料主要由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等合成，这些塑料对自然环境中的降解非常缓慢。
例如，聚乙烯的降解时间可达几百年之久，使得塑料废弃物在自然环境中堆积日益严重。
2.2 传统塑料的回收难度传统塑料的回收困难主要表现在技术和经济上。
传统塑料的回收通常需要耗费大量的能源和资源，并且回收后的材料通常质量较差，难以得到高价值利用。
此外，回收过程中常常存在难以完全回收的问题，进一步增加了资源的浪费。
三、醋酸纤维素塑料的拆分性能对比研究3.1 醋酸纤维素塑料的降解性能与传统塑料相比，醋酸纤维素塑料具有良好的降解性能。
由于其可降解性能优异，醋酸纤维素塑料能够在自然环境中迅速分解，并不会对环境造成长期污染。
3.2 醋酸纤维素塑料的回收可行性相较于传统塑料，醋酸纤维素塑料的回收过程更加简单和经济。
