Технологии

Обычно при ацетилировании целлюлозы получают продукт с полным замещением всех трех гидроксилов на ацетатные группы, т. е. триацетат целлюлозы. Триацетат целлюлозы растворим только в дорогих или токсичных растворителях типа хлороформа или тетрахлорэтана, что сдерживало его распространение какое-то время. Затем было показано, что мягкий кислотный гидролиз позволяет получить ацетат целлюлозы (диацетат), растворимый в ацетоне. Гидролиз проводят до замещения хотя бы одной ацетатной группы снова на гидроксил.

Ацетилирование начинают с обработки целлюлозы ледяной уксусной кислотой для «открытия» структуры, затем проводят реакцию со смесью уксусного ангидрида, серной кислоты (дегидратирующего агента) и растворителя - метиленхлорида. Полностью ацетилированный продукт перемешивается с разбавленной серной кислотой до достижения желаемой степени гидролиза. После этого для предупреждения дальнейшего диацети-лирования добавляют раствор ацетата натрия. Метиленхлорид отгоняют и возвращают в процесс. Ацетат целлюлозы отмывают и сушат. Если требуется триацетат, реакцию, естественно, обрывают после ацетилирования. Применяют оба типа ацетатов. Следует отметить, что если триацетат требуется в виде волокна, волокнистую форму исходной целлюлозы сохраняют ацетилированием в среде без растворителя.

Диацетат целлюлозы. Свойства диацетата целлюлозы варьируют в зависимости от степени ацетилирования, количества и типа используемого пластификатора, но в общем это твердый прочный материал с хорошими электрическими свойствами в сухом состоянии, сочетающий хорошие изоляционные свойства с дугостойкостью и коррозионной устойчивостью.

Диацетатные пленки очень чувствительны к влагопогло-щению, поэтому не отличаются размерной стабильностью при изменении влажности. Они обладают высокой прозрачностью и хорошим блеском, прочностью при разрыве в сухом виде. Хорошо воспринимают печать; их используют в виде наружного слоя многослойных ламинатов в качестве износостойкого покрытия. Обязательное присутствие пластификаторов требует осторожности при выборе марки для упаковки продуктов пита¬ния.

Пленки размягчаются при нагревании, но не могут быть сварены между собой, поэтому соединение пленок производят склеиванием. Их можно также покрывать термосвариваемым составом. Проницаемость пленок, как к газам, так и к водяному пару высокая. Разбавленные кислоты и щелочи слабо влияют на пленки, в то время как сильные кислоты и щелочи вызывают разложение. Диацетат растворим в ацетоне и смеси ацетона с водой в соотношении 80:20, нерастворим в метиленхлориде, в то время как триацетат ведет себя прямо противоположным образом. Тонкие пленки легко резать, формовать, складывать.

Диацетатные пленки применяют во многих областях, в частности для упаковки. Их применяют также для остекления теплиц, парников, курятников, так как они про¬зрачны для УФ-излучения (пропускание УФ-лучей через пленку 250 мкм-85%, видимого света-93%). Иногда пленки армируют, размещая между двумя слоями пленки хлопчатобумажную или проволочную сетку с последующим соединением их горячим прессованием или пропуская арматуру через раствор ацетата целлюлозы, используемый для полива.

Триацетат целлюлозы. Триацетатные пленки поглощают меньше влаги, более стабильны в размерах. Они менее про¬ницаемы для газов и паров. Как упоминалось выше, они растворимы в метиленхлориде и нерастворимы в смеси ацетона с водой 80 : 20.

Триацетатные пленки применяют главным образом как кино-или рентгеновские пленки, хотя конкуренция со стороны более прочных полиэтилентерефталатных пленок усиливается.

АЦЕТОБУТИРАТ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Производство ацетобутирата целлюлозы (АБЦ) аналогично производству ацетата целлюлозы, в качестве этерифицирующего агента применяют смесь уксусной и масляной кислот.

АБЦ размягчается при более высокой температуре, чем ацетат целлюлозы, и более стоек к кислотам. Хотя он обесцвечивается кислотами-окислителями, такими как 10%-я азотная кислота, он стоек к 10%-и хлороводородной и 30%-и серной кислотам. Во-допоглощение АБЦ меньше, чем ацетата целлюлозы, что в со¬четании с меньшим требуемым содержанием пластификаторов позволяет применять его в некоторых специальных областях, делает более стабильным в размерах и погодостойким. Велика его стойкость к нефти и маслам. Недостатком является выде¬ление при хранении запаха масляной кислоты, напоминающего запах прогорклого масла.

Интересной областью применения является отделяющаяся пленка, используемая для защиты инструмента, приборов при хранении и т. д. Пластифицированный состав нагревают и предмет погру¬жают в него. Перед началом эксплуатации покрытие легко снимается.

Пленки АБЦ формуют, используют для прозрачных коробочек (блистерных упаковок). Для упаковки продуктов питания они непригодны из-за запаха.

ПРОПИОНАТ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Производство пропионата целлюлозы аналогично производству других сложных эфиров, для этого используют пропионовую кислоту. Получаемые пленки обладают размерной стабильностью, тверды, но не хрупки, хорошо работают на изгиб. Стойки к нефти, слабым кислотам и щелочам. Их применяют для блистер¬ных упаковок объемных предметов благодаря повышенной прочности и эластичности.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка целлюлозы можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков   «Рынок целлюлозы в России».

Бристон
«Полимерные пленки»