醋酸纤维素(Cellulose Acetate, 简称CA)是一种重要的纤维素衍生物,其分类主要依据酯化程度(即结合醋酸含量的多少)和性能及应用领域。
以下是醋酸纤维素的主要分类方式:
一、 按酯化程度(结合醋酸含量)分类
这是最核心、最基础的分类方法,直接决定了CA的溶解性和最终用途。酯化程度通常用结合醋酸含量 或乙酰基含量 来表示。
分类名称 | 结合醋酸含量 | 酯化度 (每个葡萄糖单元上的乙酰基数) | 主要特性 | 主要应用 |
一醋酸纤维素 | 48.8% - 56.0% | ~2.3 | 亲水性强,能溶于水。 | 主要用于纺丝,生产具有良好吸湿性的纤维,但应用相对较少。 |
二醋酸纤维素 | 53.0% - 56.0% | ~2.4 | 疏水性增强,不溶于水,但能溶于丙酮、乙醇等廉价溶剂。 | 应用最广泛: |
三醋酸纤维素 | 58.0% - 62.5% | ~2.8 - 3.0 | 疏水性更强,热稳定性、机械强度更高。不溶于丙酮,需用氯仿、二氯甲烷等更昂贵的溶剂。 | 高端应用: |
核心区别总结:
溶解性:一醋酸纤维素溶于水;二醋酸纤维素溶于丙酮;三醋酸纤维素不溶于丙酮。
亲/疏水性:从一到三,亲水性递减,疏水性递增。
应用领域:二醋酸纤维素应用最广,尤其在纤维和普通塑料领域;三醋酸纤维素则专注于高技术、高附加值的薄膜领域。
二、 按形态和产品形式分类
这是根据最终产品的物理形态进行的分类。
醋酸纤维素纤维
长丝:用于纺织服装(如里料、缎子)、家居纺织品。
短纤:最主要的产品形式,大量用于香烟过滤嘴。也用于无纺布、填充物等。
醋酸纤维素塑料
通常以粒料 形式出售,注塑或挤出成型。
产品包括:眼镜框、办公用品、牙刷柄、汽车部件等。具有良好的光泽度、手感和易加工性。
醋酸纤维素薄膜
普通薄膜:用于包装、印刷、装订等。
特种薄膜:
TAC薄膜:三醋酸纤维素薄膜,是液晶显示器不可或缺的组成部分。
分离膜:用于水处理、血液透析等。
醋酸纤维素片材
用于制作展示盒、模型、眼镜镜片(部分)等。
三、 按特殊功能和改性分类
随着技术发展,出现了许多经过改性的醋酸纤维素,以满足特定需求。
增塑醋酸纤维素
在加工过程中添加增塑剂(如邻苯二甲酸酯类),以提高其柔韧性、冲击强度和加工流动性。大部分塑料制品都属于此类。
高流动级醋酸纤维素
专为复杂薄壁制品的注塑成型而设计,具有更低的熔体粘度。
耐候级醋酸纤维素
添加了紫外线稳定剂等,以提高在户外环境下的抗老化性能。
生物降解醋酸纤维素
虽然CA本身来源于天然纤维素,但其生物降解速度较慢。通过特定技术(如控制酯化度、共混)可以制备生物降解性能更好的CA材料。
总结
醋酸纤维素的分类是一个多维度的体系:
核心是化学结构:二醋酸纤维素(CDA) 和三醋酸纤维素(CTA) 是最重要的两类,它们的根本区别在于酯化度,这决定了它们的基本性质和溶剂体系,进而导向了截然不同的应用领域。
形态决定产品形式:根据加工方式的不同,可以分为纤维、塑料 和薄膜。
改性拓展应用边界:通过添加助剂或改变工艺,可以获得具有特殊性能的功能化产品。
在实际应用中,这些分类方式常常是结合使用的,例如“增塑的二醋酸纤维素塑料粒料”或“高取代度的三醋酸纤维素薄膜(TAC膜)”。