醋酸丁酸纤维素的应用及制备

背景及概述

纤维素作为一种储量丰富的天然高分子材料，存在难以溶解、无法液化等问题，极大地限制了其在化学工业中的应用。然而，将纤维素上的羟基进行酯化处理，得到纤维素酯，是纤维素材料高值化利用的一条有效途径。其中，醋酸丁酸纤维素被认为是纤维素混合酯中最重要的一个品种。醋酸丁酸纤维素(Cellulose acetate butyrate，简称 CAB)是一种纤维素混合脂肪酸酯，在皮革光亮剂、木材涂料、汽车漆、油墨等领域均有着广泛的应用。

应用

醋酸丁酸纤维素，可溶性范围更宽，其不仅溶解在强极性溶剂中, 高丁酰基含量的醋酸丁酸纤维素甚至可溶于醇类溶剂。因此，醋酸丁酸纤维素被广泛应用于木器涂料、塑料涂料等涂料品中, 具有改善涂料流动性、流平性、户外耐久性、颜料定向性和柔韧性等功能。

制备

醋酸丁酸纤维素的合成通常按照如下过程进行：(1)纤维素的活化，提高纤维素分子上羟基的反应活性；(2)纤维素的酰化，合成全取代的醋酸丁酸纤维素酯；(3)水解，获得适当羟基含量的产品；(4)沉析和洗涤，获得产品脱除残酸。研究表明，上述过程对产品的性能和用途均有较大的影响，因此，必须选择合适的生产工艺才能获得特定性能和用途的产品。

图1 醋酸丁酸纤维素的合成路线图

纤维素的活化工艺对产品的性能影响巨大，邓照西等 [1] 在研究醋酸丁酸纤维素的合成过程中，系统地研究了冰醋酸、氢氧化钠、浓硫酸和乙二胺等活化试剂对纤维素结构的影响，结果表明：除浓硫酸活化过程中会使纤维素的聚合度大幅降低外，其余活化试剂对纤维素的分子量影响较小；其中，氢氧化钠的活化效果，冰醋酸次之，但由于冰醋酸的使用可以避免活化后的洗涤过程，因此大量研究工作均采用冰醋酸活化法。

参考文献

[1] 邓照西，冷一欣，蒋彩云．醋酸丁酸纤维素合成研究[J]．化学研究与应用，2008，20(4)：418-421．