醋酸纤维素
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醋酸纤维素,合成复合乙酰化的由植物物质的乙酰化而来的纤维素.醋酸纤维素被纺成纺织各种称为醋酸酯的纤维人造丝,醋酸,或三醋酯纤维。它也可以被塑造成固体塑料工具把手或摄影胶片或食品包装等部件,尽管它在这些应用中的使用已经减少。
纤维素是天然存在的聚合物从木材纤维或粘在上面的短纤维(细纤维)中获得棉花种子。它是由重复组成的葡萄糖有化学公式C6H7O2(哦)3.和以下分子结构:
在未改变的纤维素中,分子结构中的X表示氢(H),表示分子中存在三个羟基(OH)基团。OH基团在纤维素分子之间形成了强氢键,结果纤维素结构不能在不引起化学分解的情况下被热或溶剂松开。然而,乙酰化后,羟基中的氢被乙酰基取代(CH3.有限公司)。所产生的醋酸纤维素化合物可以溶解在某些溶剂中,或在加热下软化或熔化,使材料纺成纤维,成型为固体物体,或铸造成薄膜。
醋酸纤维素最常用的制备方法是用醋酸然后是乙酸酐在a的存在下催化剂如硫酸.当反应进行到完全完成时,产物是一种完全乙酰化的化合物,称为原发醋酸纤维素,或者更确切地说,三乙酸纤维素。三乙酸酯是一种高熔点(300°C[570°F]),高度结晶的物质,只溶于有限范围的溶剂(通常二氯甲烷).从溶液中,三乙酸可以被干纺成纤维,或者在增塑剂的帮助下,制成薄膜。如果初级醋酸酯用水处理,可以发生水解反应,其中乙酰化反应被部分逆转,产生二级醋酸纤维素,或二醋酸纤维素.二乙酸可以是溶解用较便宜的溶剂等丙酮用于干纺成纤维。与三醋酸盐相比,片状二醋酸盐的熔化温度较低(230°C[445°F]),可以与适当的增塑剂混合成粉末,用于成型固体物体,也可以浇铸成薄膜。
醋酸纤维素在19世纪后期被开发出来,作为设计基于纤维素的工业生产纤维的努力的一部分。纤维素的处理硝酸曾生产硝酸纤维素(也称为硝基),但处理这种高度易燃化合物的困难鼓励了其他领域的研究。1865年保罗Schützenberger和洛朗·诺丁Collège de France1894年,查尔斯·f·克罗斯和爱德华·j·比万在英国工作,专利一种氯仿可溶性三乙酸纤维素的制备方法。英国化学家乔治·迈尔斯在1903-05年做出了重要的商业贡献,他发现,当完全乙酰化的纤维素受到水解,它转化为一种乙酰化程度较低的化合物(二醋酸纤维素),可溶于丙酮等廉价有机溶剂。
这种丙酮溶性物质的商业规模的完全开发是由两个瑞士兄弟完成的,亨利。而且卡米尔德雷福斯,谁在一战在英国建了一家工厂,生产二醋酸纤维素,用作飞机机翼织物涂层的不易燃涂料。战后,由于对醋酸盐涂料没有进一步的需求,德雷福斯兄弟转而生产二醋酸盐纤维。1921年,他们的公司,英国塞拉尼斯有限公司,开始商业生产该产品,商标为塞拉尼斯。1929年,E.I. du Pont de Nemours & Company(现杜邦公司)开始生产醋酸纤维美国.醋酸纤维因其柔软和优雅的垂坠而广受欢迎。这种材料在穿着时不容易起皱,而且由于它在适当处理时吸湿性低,不容易保留某些类型的污渍。醋酸纤维的衣服很容易洗,能保持原来的大小和形状,而且能在短时间内晾干,尽管它们有保留折痕的倾向传授当湿。这种纤维被单独使用或混合使用,用于服装,如连衣裙、运动服、内衣、衬衫和领带,也用于地毯和其他家居用品。
1950年,英国公司Courtaulds有限公司开始开发三醋酸酯纤维,随后进行了商业规模生产二氯甲烷有了溶剂。Courtaulds和英国塞拉尼斯在商标下销售三醋酸酯纤维三醋酯纤维。在美国,三醋酸盐以商标名称引入Arnel。三醋酸酯织物以其优越的形状保持性、抗收缩性和易于洗涤和干燥而闻名。
自20世纪中期以来,醋酸酯纤维的生产有所下降,部分原因是来自聚酯纤维具有相同或更好的耐洗性能,可以在更高的温度下熨烫,而且价格更便宜。然而,由于醋酸纤维的高光泽,它仍然被用于易护理的服装和服装的内衬。二醋酸纤维素束(纤维束)已成为生产的主要材料香烟过滤器。
二醋酸纤维素作为塑料的第一次商业使用是在所谓的安全的电影,最初被提议作为替代赛璐珞在20世纪初之后不久的摄影界。材料被进一步提供动力20世纪20年代,通过注射成型技术的引入,一种快速高效的成型技术,其中醋酸酯尤为突出有义务的但是由于高温,赛璐珞不能承受这种压力。醋酸纤维素被广泛应用于汽车工业因为它的机械强度、韧性、耐磨性、透明性和易塑性。它的高抗冲击性使其成为护目镜、工具柄、油表等的理想材料。在20世纪30年代,三醋酸纤维素取代了摄影胶片中的二醋酸纤维素,成为电影、静态摄影和x射线的卓越基础。
然而,随着20世纪30年代和40年代新聚合物的引入,醋酸纤维素塑料开始走下坡路。例如,三醋酸酯最终在电影的摄影通过聚对苯二甲酸乙二醇酯这是一种廉价的聚酯纤维,可以制成坚固、尺寸稳定的薄膜。三乙酸酯仍然被挤压或铸造成用于包装、滤膜和摄影胶片的薄膜或薄片,而二乙酸酯则被注射成型成牙刷和眼镜框等小部件。