纤维素酯化反应

醋酸纤维在丙酮、DMF、冰醋酸中完全溶解,而在乙醇和四氯乙烯中则不溶解.根据 这些特性,可以将丙酮作为醋酸纤维的纺丝溶剂,用四氯乙烯对醋纤织物进行干洗等。
酯化度 300
取代度 62.5%
二醋酸纤维素
200
（仲醋酸纤维素）
48.8%
一醋酸纤维素
100
（叔醋酸纤维素）
29.4%
式（1）相当于用醋酸酐进行酯化作用，有水分子生成， 纤如维果素醋酯酸化酐反量应不中足被，酯则化反的应羟不基能数完，成就。叫因做此取，代醋度酸。酐或的者用把量每 个必葡须萄有糖富基余中才被好取。代的羟基数目称为酯化度。 每100个式葡（萄2）糖是基实中际起上反进应行的的羟酯基化数反目应，，称醋为酸酯酐化的度用（量γ值为）188 （纤维素是100），最好是250—350个单位。
无烟火药在常温和湿度为65%的情况下，吸湿 度为1—3%。
四、纤维素醋酸酯
简介
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冠镶嵌在醋酸纤维框架上，展 现粉红和紫罗兰的色彩或纯粹 清澈的水晶气质。令人难忘的 宝格丽风格——珍贵独特。
然后经过搅拌使之全部溶解，过滤，再送到制膜机
上造出片基。在片基上涂布感光液后便是硝酸纤维 素胶片。这种胶片厚度约为0.11—0.13mm，宽约 34.8—35mm。强度为5—7公斤/平方毫米，伸长率 为10——15%
应用二：喷漆 硝酸纤维素喷漆是用低粘度硝酸纤维素调合而成的。
对硝酸纤维素 要求
溶解性良好 无不溶解成分 溶液的粘度低
醋酸化反应特点
纤维素醋酸化时，其润胀作用小， 反应能力低，反应速度慢
醋酸化时，必须使用接触剂，以利 于发生化学作用。
醋酸化过程可能是均相的或非均相 得
纤维素的醋酸化反应是一种放热反 应，每1摩尔羟基大约产生5千卡的 热量。
醋酸化反应催化剂
硫酸 优点：加快了醋酸化过程 缺点：降低纤维素的聚合度
反应过程中会生成硫酸酯，稳定性差
➢ 混合酸中的硫酸是脱水剂 根据硝化反应的特点，在反应式的右方生成水，添加了 硫酸，能吸收水分，促使反应继续向右方进行，而硫酸 与水化合时放出的热量有利于酯化反应。同时，硫酸可 可以帮助纤维素发生润胀，帮助硝酸的扩散速度加大， 反应加快进行。硫酸比硝酸便宜，采用混合酸又可降低 生产成本。
影响硝化速度的因素
混合酸成分对硝化速度的影响
取决于混合酸向纤维素纤维内扩散的速度与纤维素和 硝化剂进行反应的速度 ①混合酸中含水量不变，硝酸含量增加——速度增加 ②混合酸中所含硫酸和硝酸的比例不变时，增加水含
量——速度减小
温度对硝化速度的影响
一般地说，提高温度，硝化速度增加，同时副反应— —如氧化、水解反应的速度也增加 ①普通进行硝化作用的温度是25—30oC ②制备低氮硝酸纤维素时采用35—40oC ③在实验室进行研究工作时硝化温度一般是0oC（可得
二、纤维素的酯化反应
2、纤维素与有机酸或无机酸反应可生成酯衍生物。 无机酸酯：硝酸、磷酸、硫酸； 有机酸酯：有机酸、酸酐、酰基氯； 高氯酸和氢卤酸不能直接酯化纤维素。甲酸可获得
高取代度的酯。 酯类代表物有：硝酸酯、醋酸酯、磺酸酯。
三、纤维素硝酸酯
无机酸的酯: 纤维素可以被一些无机酸酯化，如：硝酸、 硫酸、磷酸等，这几种无机酸同时也是很强的润胀剂。
到欢迎
应用三：无烟火药
1884年舍恩伯研究成功了硝化棉的工业制造 法。从而使硝酸纤维素发射药（无烟火药）大量生 产。无烟火药的原料有棉绒、白棉布碎片、高聚合 度的亚硫酸盐木浆等，把它们进行硝化得到含氮量 不同的两种硝酸纤维素发射药：一种叫强棉（ N=13—13.5%）；另一种叫弱棉（N=11.5— 12.0%），前者占60%，后者用40%混合之，最后 调成无烟火药。
纤维素的硝酸酯
1、纤维素硝酸酯化学反应式
纤维素分子中的羟基被酯化的数目并不是固定的， 因此，以纤维素酯化反应中被酯化的羟基数，就叫 做取代度（Degree of Substitution简写为DS）
2、纤维素硝酸酯的制备
实际制造硝酸纤维素时，并不是单用硝酸，那样 做的效果不好。 ➢ 当硝酸的浓度小于63%时，不发生硝化作用； ➢ 当硝酸浓度为63—75%时，生成C6H10O5.HNO3分
纤维素的化学反应性能
纤维素的反应性(reactivity)是指纤维素大分子基 环上的伯、仲羟基的反应能力。
纤维素大分子链的断裂－纤维素的降解反应 （酸性降解、碱性降解、氧化降解、生物降解等）
与羟基相关的化学反应 （酯化反应、醚化反应、接枝共聚与交连等）
二、纤维素的酯化反应
1、纤维素酯化反应定义
酯化反应 酯化反应，是一类有机化学反应，是醇跟羧酸或 含氧无机酸生成酯和水的反应。分为羧酸跟醇反 应和无机含氧酸跟醇反应和无机强酸跟醇的反应 三类。 纤维素的酯化反应 纤维素是一种含多元醇的化合物，它会与有机酸 或无机含氧酸发生脱水生成酯，即纤维素的酯化 反应。
目录
纤维素的化学反应特点 纤维素的酯化反应 纤维素硝酸酯 纤维素醋酸酯 纤维素磺酸酯
一、纤维素的化学反应特点
纤维素链中每个葡萄糖基环上有三个活泼的 羟基：一个伯羟基和两个仲羟基。因此，纤 维素可以发生一系列与羟基有关的化学反应。 然而，这些羟基又可以缔合成分子内和分子 间氢键。它们对纤维素链的形态和反应性有 着深远的影响。
破坏最少的硝酸纤维）
最高硝化度硝酸纤维素的制备
最高硝化度的硝酸纤维素即含氮量为14.14%
用含有99%硝酸、醋酸和醋酸酐的混合液来 处理棉纤维素，将制得的产物用酒精或水进 行50小时的安定处理
倘若用N2O5和CCl4的混合物在13oC下处理 纤维素6小时
3、纤维素硝酸酯的性质
➢ 疏水性 硝酸纤维素的表面显现疏水性，它能被非极性溶 剂所润湿，并且多数情况下可以溶解
子化合物； ➢ 硝酸浓度达到95%以上，才能得到氮含量为12.08%
的硝酸纤维素。 ➢ 含氮量为12.5-13.6%的称为高氮硝酸纤维素，含氮
量为10.0-12.5%的称为低氮硝酸纤维素。
工业生产上多使用硝酸硫酸的混合酸，即HNO3： H2SO4=1：3（重量比）
➢ 混合酸中的硝化剂是硝酸 制造含氮量为11-12%的硝酸纤维素，每吨成品所需 消耗的硝酸量为150-800公斤，是因为硝酸纤维素善 于吸附硝酸，在已经硝化的纤维素内部所含有的硝酸， 远比围绕纤维素周围的混合酸中的硝酸量为多。
醋酸化反应温度与时间
温度
•根据经验以30—35℃最佳。本来，混酸的温度只须在 不结冰的范围，而纤维素的加入，搅拌作用会使温度 上升。当温度为50℃以上，纤维素起醋酸化反应，醋 化物沉淀部分析出；70—90℃时，纤维素部分分解成 纤维素二糖等，故温度不宜过高。
时间
•一般是预润胀为1—2小时；醋酸化处理要视机器设备 和纤维素原料而定，木浆纤维的聚合度较低，大约只 需处理2—3小时；聚合度高的棉绒纤维醋酸化时间是 4—6小时。
5、纤维素硝酸酯的加工利用
应用一：赛璐珞
定义
用樟脑-酒精溶液处理硝酸纤维素，得到一种胶化 态。把酒精蒸发掉，结果使这种胶化态变成可塑物。
利用 常用来做乒乓球、牙刷柄、眼镜架、小玩具 等各种用具的材料
制法
以氮含量为10.5—11.5%的硝酸纤维素为原料，以8— 10%的樟脑和95%浓度的酒精，把它完全溶解，必须纯 白，不含有别的杂质。硝酸纤维素的聚合度要合适， 一般在500—900之间。 硝酸纤维素、樟脑和酒精按比例放入搅拌机内胶化， 混合3小时（温度28-30摄氏度），再进行过滤、压延、 干燥，最后制成无色透明的热塑性赛璐珞。根据需要 可染色。
➢ 比重大 硝酸纤维素的比重要比纤维素大且随含氮量的不 同而有所变化
➢ 导电性 硝酸纤维素的导电性不如纤维素强，干燥的硝酸 纤维素摩擦时容易产生静电
➢ 吸湿性 对水蒸汽的吸附远小于纤维素，它的含氮量越高， 吸湿性越低。空气相对湿度越大，吸湿量也越大
➢吸水性 若把硝酸纤维素浸入水中，则硝酸纤维素能吸收的 水分可达50%，而体积并不增加
硝酸纤维素喷漆（清漆）
清漆
固体成分 12—25%
液体成分 75—85%
硝酸纤维素 40—60%
树脂 20—30%
软化剂 20—30%
颜料 5—25% 低沸点溶剂 55—60% 中沸点溶剂 35—40% 高沸点溶剂 5—10% 稀释剂 45—75%
可用来涂刷金 属、木材、皮 革、纸张等物 体的表面，形 成美丽的光泽 、并保护该材 料的外部不受 损伤。因此， 在小轿车的外 壳和木制家具 的加工方面受
1
醋酸纤维的发展现状

醋酸纤维的制备
3
醋酸纤维的性质
4
醋酸纤维的应用
发展现状
我国现状
而我国的醋酸纤维工业起步比较晚，在20世纪50年 代末期开始，品种也仅限于烟用醋酸丝束，纺织用 醋酸纤维依赖进口。每年进口约2000吨左右，我国 每年的醋酸纤维的需求量约在10000吨以上。
遭遇垄断
全球有醋酸纤维生产厂家20余家，主要生产厂家有美国的 Celanese公司，占45%，Eastman Koclak公司，占9.3%， S.Amereic公司，占5.5%，意大利的Novaceta公司，占 15.6%；日本的三菱醋酸纤维公司，占6.0%；帝人公司占 5.2%以及英国的考陶尔兹公司等，约占世界总产量的90% 左右。
化学性能
1、耐碱性
弱碱性碱剂对醋酸纤维基本上未造成损伤,纤维失重率很小 。遇到强碱后，尤其是 二醋酸纤维，容易发生脱乙酰化，造成重量损失，强力和模量也随之下降。因此， 处理醋酸纤维的溶液，其pH值不宜超过7.0。在标准洗涤条件下，具有很强的抗氯 漂白性能，还可用四氯乙烯进行干洗。