ЦЕЛЛЮЛОЗЫ АЦЕТАТЫ
(ацетилцеллюлоза),
целлюлозы эфиры
общей ф-лы [C6H7O2(OH)3-x(OCOCH3)x]n.
Аморфные соед. белого цвета. Различают триацетат целлюлозы (конечный продукт
ацетилирования целлюлозы, см. ниже), наз. первичным ацетатом или триацетилцеллюлозой,
и продукт его частичного гидролиза, наз. вторичным ацетатом или вторичной
ацетилцеллюлозой.
Степень этерификации х,
или степень
замещения (СЗ), изменяется в диапазоне 2,2-3,0 и определяется по содержанию
связанной уксусной к-ты, кол-во к-рой составляет в триацетилцеллюлозе 60-61,5%,
во вторичной ацетилцеллюлозе - 52-56% по массе. Степень полимеризации
п лежит в пределах от менее 150 до 600-700 (мол. м. 25-115 тыс.).
Плотность Ц. а. (1,33-1,28 г/см3)
снижается с повышением СЗ. К даже незначит. изменениям СЗ чрезвычайно чувствительна
также р-римость - один из наиб. важных показателей, определяющих возможность
и условия переработки Ц. а. Высокоэтерифицированные Ц. а. раств. в метиленхлориде,
дихлорэтане, хлороформе, метилцеллозольве, а также в муравьиной и уксусной
к-тах. Снижение СЗ позволяет расширить ассортимент р-рителей для Ц. а.
и улучшить их совместимость с низкомол. пластификаторами. Так, частично
омыленная триацетилцеллюлоза, кроме указанных р-рителей, раств. в сложных
эфирах (метил- и этилацетате) и кетонах, напр. в ацетоне. Получены водорастворимые
Ц. а., имеющие СЗ 0,5-0,6. Пром. Ц. а. не раств. в воде, этаноле, бензоле,
бензине; полностью омыляется с образованием гидратцеллюлозы (см. Гидратцеллюлозные волокна
)под действием конц. р-ров щелочей при комнатной т-ре и разб.
р-ров (0,05-0,1 н.) при повышенной т-ре, а также при обработке минер. к-тами.
Ц. а. мало гигроскопичны (особенно триацетилцеллюлоза),
светостойки, обладают хорошими физ.-мех. (волокно- и пленкообразующими)
cв-вами; практически негорючи (т. воспл. 295 °С, т. самовоспл. 380-430
°С). Термич. стабильность Ц. а. недостаточно высока: уже при 190-210 °С
(т. размягч.) изменяется окраска материала, а при 230 °С он начинает разлагаться;
для повышения стабильности добавляют, напр., дифениламин, производные фенола
и гидрохинона.
Триацетилцеллюлоза м. б. получена действием
на хлопковую или облагороженную древесную целлюлозу разл. этерифицирующих
агентов - уксусного ангидрида, ацетилхлорида, кетена; наиб. распространен
уксусный ангидрид. Состав ацетилирующей смеси (% по массе): ангидрид (38-40),
катализаторы (1-2; гл. обр. минер. к-ты - H2SO4,
HC1O4), а также разбавители (58-60). Если последними служат
неполярные жидкости (бензол, толуол, ксилолы, ССl4), ацетилирование
происходит в гетерог. среде; при использовании р-рителя триацетилцеллюлозы
(напр., уксусной к-ты, метиленхлoрида) р-ция начинается в гетерог. среде,
а заканчивается в гомогенной.
Перед этерификацией целлюлозу обычно активируют
обработкой в 95-100%-ной уксусной к-те. Р-цию проводят в течение 2-3 ч
при отношении массы смеси к массе целлюлозы 20-30, т-рах 10-15 °С (в начале
процесса) и 30-50 °С (в конце). При гетерог. ацетилировании полученный
продукт промывают разбавителем (к-рый затем отгоняют с водяным паром) и
водой, затем сушат и отправляют на переработку. При гомог. ацетилировании
образовавшуюся триацетилцеллюлозу высаживают в водный р-р в виде хлопьев,
к-рые промывают и высушивают. Оба варианта реакции реализованы как в виде
периодического, так и непрерывного процесса.
Вторичную ацетилцеллюлозу производят частичным
омылением триацетилцеллюлозы в 85-95%-ном р-ре уксусной к-ты, содержащем
в качестве катализатора H2SO4 (7-15% от массы целлюлозы),
в течение 12-18 ч при 40-50 °С.
Ц. а. применяют в произ-ве
ацетатных волокон
, пленок полимерных, этролов
, кино- и фотопленок, лаков, разл.
мембран.
Лит.: Роговин 3. А., Химия целлюлозы,
М., 1972; Энциклопедия полимеров, т. 1, М., 1972, с. 238-42. См. также лит
. при ст. Ацетатные волокна
, Пленки полимерные
, Целлюлозы эфиры
,
Этролы
.
В. Н. Кряжев.
|
