1.5.4. Целулозни ацетати
Целулозен ацетат (целулозен ацетат)е естер на целулоза и оцетна киселина. Получава се чрез реакция на ацетилиране на целулоза с по-активен от оцетната киселина, ацетилиращ реагент - оцетен анхидрид:
Тази реакция е необратима и протича, докато се получи напълно заместен продукт, целулозен триацетат. За да се ускори дифузията на оцетния анхидрид в целулозата, е необходимо той да се активира с ледена оцетна киселина, което причинява набъбване на целулозата и прехода на нейните аморфни участъци от стъкловидно състояние към силно еластично. Самата реакция на ацетилиране обаче е бавна. За ускоряването му се използват катализатори - силни минерални киселини: сярна H2SO4 или хлорна HClO4. Сместа за ацетилиране, в допълнение към ацетилиращия агент и катализатора, включва разтворител (метод на хомогенно ацетилиране) или разредител (метод на хетерогенно).
При ацетилиране се получава първичен ацетат (целулозен триацетат), съдържащ 60–61,5% свързана оцетна киселина (теоретично 62,5% за триацетат). Той е неразтворим в ацетон и етилацетат, най-широко използваните разтворители в инженерството. Чрез частична хидролиза с разредена сярна киселина първичният ацетат се превръща във вторичен ацетат, съдържащ 52–56% свързана оцетна киселина (SD около 2,5). Разтворим е в ацетон и етилацетат.
Целулозните ацетати са термопласти, които също имат добри влакнообразуващи и филмообразуващи свойства. Използват се при производството на изкуствени влакна, бавно изгарящи фото- и филмови филми, магнитни ленти, електроизолационни филми от етроли и лакове.
Ацетатните влакнасе получават от вторичен (ацетатни влакна) и първичен (триацетатни влакна) ацетат. Влакната се образуват чрез изпаряване на разтворителя от разтвори съответно в смеси ацетон-вода.и метиленхлорид - етанол - метанол. Влакната се използват за производство на копринени тъкани, трикотаж и за технически цели.
1.6. Целулозни етери
Сега целулозните етери са от голямо практическо значение. Предимствата на целулозните етери включват: устойчивост на химикали, водоустойчивост, устойчивост на замръзване, устойчивост на светлина, ниска запалимост, способност за разтваряне в обикновени органични разтворители, добри филмообразуващи и термопластични свойства и др. Някои целулозни етери с известна степен на заместване могат да се разтварят не само в органични разтворители, но и в разредени водни разтвори на основи и дори в студена вода, което е от голямо значение за тяхното практическо приложение. Най-широко разпространени в индустрията: етил-, карбоксиметил-, метил- и хидроксиетилцелулоза.
Целулозните етери се получават чрез реакции наалкилиране. Оригиналната целулоза е предварително активирана чрез мерсеризация. В промишлеността за получаване на целулозни етери се използва алкилиране с алкилхалиди (по-специално алкилхлориди), което може да бъде представено от общата схема:
където R е алкилов радикал.
Процесът се провежда при повишена температура под налягане. Реакцията на алкилиране е необратима. Степента на заместване на целулозния етерx(C3) ще зависи от излишъка на реагента, количеството на основата и реакционните условия.
Метилцелулоза[C6H7O2(OH)3-x(OCH3)x]nсе получава чрез взаимодействие на алкална целулоза с CH3C1 метил хлорид. Най-широко използвана е водоразтворимата метилцелулоза със СЗ=1,4–2,0. Използва се като сгъстител за емулсионни бои, хранителен стабилизаторпродукти, фармацевтични и козметични средства, пластификатор за разтвори, емулгатор, за производство на лепила, разтворимо опаковъчно фолио. Във водни разтвори метилцелулозата има добри повърхностноактивни свойства.
Етилцелулоза[C6H7O2(OH)3-x(OC2H5)x]nсе получава чрез взаимодействие на алкална целулоза с етил хлорид. Етилцелулозата е термопластично вещество. С най-голямо техническо значение е етилцелулозата със СЗ=2,2–2,6, която е разтворима в много органични разтворители. Използва се за производството на електроизолационни лакове и филми, лепила, при производството на етроли, в състави за антикорозионна защита на метали.
Хидроксиетилцелулоза(OEC) (хидроксиетилцелулоза) се получава чрез взаимодействие на алкална целулоза с етиленов оксид:
[С6Н7О2(OH)3]n+xnН2С CH2 [C6H7O2(OH)3-x(OCH2CH2OH)х]n.
Силно заместен OEC (СЗ=0,8–1,3) е разтворим във вода, смеси етанол-вода и някои други органични разтворители. Нискозаместен OEC (СЗ=0,2–0,3) е разтворим в 2–10% разтвори на NaOH. Водоразтворимият OEC се използва като сгъстител за емулсионни бои, емулгатор при полимеризацията на винилови мономери, стабилизатор за глинени сондажни течности, пластификатор при производството на керамични изделия и др.
Карбоксиметилцелулоза(CMC) под формата на натриева сол (NaCMC) със СЗ=0,4–1,2 се получава чрез взаимодействие на алкална целулоза с монохлороцетна киселина (или нейна натриева сол):
Na-CMC е разтворим във вода и неразтворим в органични разтворители. NaCMC препаратите се използват за стабилизиране на глинести сондажни течности.
крадци, като флотационен агент, като добавка към синтетични детергенти, сгъстители за печатарски мастила,лепило (напр. при производството на хартия), сгъстител за храна, фармацевтични продукти и козметика.
Използват се и водоразтворими смесени етери, като етил метил целулоза, етил хидроксиетил целулоза, метил хидроксипропил целулоза, както и цианоетил целулоза и др.