Смешанные эфиры целлюлозы
Смешанными эфирами целлюлозы называют эфиры целлюлозы, в макромолекулах которых гидроксильные группы замещены как ацетатными группировками, так и остатками других моно- и дикарбоновых кислот.
К наиболее ценным смешанным эфирам целлюлозы относят
а) ацетобутират целлюлозы
[C₆H₇O₂(OH)_3-х-у(OCOCH₃)_х(OCOC₃H₇)_у]_n ,
содержащий 10-25% ацетатных и 40-50% бутиратных группировок (молекулярная масса 50000-80000, температура текучести 140-170 °С, морозостоек, хороший пленкообразователь),
б) ацетопропионат целлюлозы
[C₆H₇O₂(OH)_3-х-у(OCOCH₃)_х(OCOC₂H₅)_у]_n ,
содержащий 12-18% ацетатных и 46-52% пропионатных группировок (молекулярная масса 50000-75000, температура текучести 180 °С, легко пластифицируются),
в) ацетосукцинат целлюлозы
[C₆H₇O₂(OH)_3-х-у(OCOCH₃)_х(OCOCH₂CH₂COOH)_у]_n ,
содержащий 21-25% ацетатных и 20-25% сукцинатных группировок (молекулярная масса 60000-75000, температура текучести 180-190 °С, широко применяется в качестве пленкообразующей основы в производстве фотополимерных печатных форм),
г) ацетофталат целлюлозы
[C₆H₇O₂(OH)_3-х-у(OCOCH₃)_х(OCOC₆H₄COOH)_у]_n ,
содержащий 17-22% ацетатных и 30-40% фталатных группировок (молекулярная масса 60000-75000, температура текучести 150 °С, служит основой для кинопленок).

Обобщая вышеприведенные частные формулы, можно предложить общую формулу смешанных ацетатов целлюлозы:
[C₆H₇O₂(OH)_3-х-у(OCOCH₃)_х(OCOR)_у]_n ,
где R - остаток моно- и дикарбоновых кислот.
Смешанные эфиры целлюлозы получают с целью улучшения растворимости полимера в органических растворителях, повышения совместимости с пластификаторами, водостойкости, пластичности (все смешанные эфиры переходят в вязкотекучее состояние при температурах на 100-150 °С ниже температуры плавления ТАЦ (300 °С)) и эластичности. Технология смешанных эфиров целлюлозы основана на этерификации активированной целлюлозы смесью ангидридов карбоновых кислот в различном соотношении. Важной технологической задачей в процессе синтеза смешанных эфиров является обеспечение заданного соотношения эфирных группировок х и у. Эта задача осложняется разной реакционной способностью исходных ангидридов. Обычно технологи пользуются приемом, при котором этерифицирующую смесь подают несколькими порциями, причем уксусный ангидрид как наиболее реакционноспособный в процессах этерификации включают в последние порции, т.е. после расходования ангидрида с меньшей реакционной способностью.
Технологию и свойства смешанных эфиров целлюлозы рассмотрим на примере ацетобутирата целлюлозы (АБЦ), представляющего собой смешанный сложный эфир целлюлозы, получаемый этерификацией целлюлозы смесью уксусного и масляного ангидридов в различном соотношении:
[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + xn(CH₃CO)₂ + yn(C₃H₇CO)₂O ---> [C₆H₇O₂(OH)_3-x-y(OCOCH₃)_x(OCOC₃H₇)_y]_n + xnCH₃COOH + ynC₃H₇COOH
Способ производства гомогенный периодический. Учитывая пониженную реакционную способность масляного ангидрида в сравнении с уксусным, сначала проводят процесс бутирации, а затем ацетилирование. Этерифицирующую смесь подают тремя порциями, причем уксусный ангидрид содержит только третья порция (табл. 4).
Температурный режим процесса: начальная температура при загрузке первой и второй порций 5-8 °С, после загрузки третьей порции температура повышается до 30-35 °С. Общая продолжительность этерификации 10 - 11 ч. Продукт этерификации сироп охлаждают до 20-25 °С, обрабатывают 50%-ной уксусной кислотой (частичный гидролиз) и осаждают разбавленной уксусной кислотой и холодной водой. Суспензию АБЦ сушат, упаковывают и складируют.
Марочный состав и свойства АБЦ определяются соотношением ангидридов и технологическими параметрами стадии этерификации. АБЦ - белый волокнистый (или кусковой) материал, растворимый в ацетоне и других органических растворителях. Температурные характеристики полимера определяются соотношением остатков ангидридов: с увеличением содержания связанной масляной кислоты температура текучести понижается. АБЦ в сравнении с ацетатами целлюлозы более водостоек, лучше совместим с пластификаторами и широко применяется в производстве этролов, пленок и лаков.

Примерная рецептура синтеза ацетобутирата целлюлозы (м.ч.)
I порция: (С₃Н₇СО)₂О - 175, СН₂Сl₂ (растворитель) - 275, НСlО₄ (катализатор) - 0,15;
II порция: (С₃Н₇СО)₂О - 175, СН₂Сl₂ (растворитель) - 100, НСlО₄ (катализатор) - 0,15;
III порция: (С₃Н₇СО)₂О - 50, (СН₃СО)₂О - 75, СН₂Сl₂ (растворитель) - 100, НСlО₄ (катализатор) - 0,23;
Назад (Гетерогенные способы производства АЦ)Далее (Нитраты целлюлозы АЦ)