Целлюлозы ацетаты

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.