[拼音]：xianweisu youjisuanzhi

[外文]：cellulose organic esters

纤维素高分子中的羟基与有机酸、酸酐或酰卤反应的生成物。由于纤维素高分子间存在氢键，以及结晶度、形态学因素的影响，酯化剂的扩散受到不同程度的阻碍，酯化反应能力明显低于含羟基的低分子有机化合物。在生成纤维素有机酸酯的反应中，除甲酸酯之外，其他任何有机酸都不可能使纤维素完全酯化，而要在催化剂存在下，用相应的酸酐、酰卤与纤维素反应才能得到预期的酯化效果。

纤维素酯化反应速率随酯化剂分子量的增加而降低。酯化产品的强度、熔点、密度以及吸湿性等也随取代基分子量的增加而降低。

纤维素有机酸酯有：纤维素甲酸酯、纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、高级脂肪酸酯、芳族酸酯和二元酸酯等。

在室温下，以硫酸为催化剂，用浓甲酸处理纤维素即可制得纤维素甲酸酯。它对热水很不稳定，甚至空气中的湿气也会使它逐渐分解。因此，纤维素甲酸酯没能获得实际应用。

俗称醋酸纤维素(乙酸纤维素)，是最早进行商品生产，并且不断发展的纤维素有机酸酯。由于其抗燃性能良好，在第一次世界大战时，曾取代容易燃烧的纤维素硝酸酯用于飞机的涂层。现在纤维素乙酸酯已广泛用于制造喷漆、涂层、纺织纤维、香烟滤嘴、包装材料、胶片、人工肾脏和反渗透膜等。

最常用的方法是以硫酸为催化剂，用乙酸酐同纤维素反应：

反应生成的乙酸是纤维素乙酸酯的溶剂。反应初期，纤维素为纤维状物质，反应为非均相反应；随着纤维素被逐渐溶解，反应后期为均相反应。作为工业原料的纤维素不应用高温干燥，含水量不能低于2％～5％，否则由于生成较多的氢键而使反应能力下降。通常在加入乙酸酐之前，要先用乙酸或含有部分硫酸的乙酸对纤维素进行溶胀处理，以利于酯化剂在纤维素中扩散，同时有利于使催化剂硫酸分布均匀，并可使纤维素的分子量降到要求的水平。

由于乙酰化是放热反应，在加入乙酸酐以前，应先将纤维素和溶胀剂的混合物冷却，然后加入冷却过的乙酸酐，继续冷却，之后才加入剩余的催化剂。在规定条件下制得的取代值为 2.9的纤维素三乙酸酯（葡萄糖基上三个羟基都被取代时，取代值为3），通常称为初级纤维素乙酸酯。

在乙酰化反应中也会生成部分纤维素硫酸酯，影响产品的稳定性。由于使用的溶剂和增塑剂有限，初级纤维素乙酸酯制品脆性高，在反应后，还要加水或酸进行水解反应，以除掉纤维素硫酸酯和部分乙酰基，制得取代值为2.2～2.7的均匀产品，称二级纤维素乙酸酯。它对溶剂和增塑剂的适应性较广，弹性和吸湿性也较高，适于制造纺织纤维。但是并不是取代值为2.2～2.7的纤维素乙酸酯都有很好的溶解性能，如果不先制成初级纤维素乙酸酯，而是直接酯化到取代值为2.2～2.7的纤维素乙酸酯，它就不能溶于 和其他有机溶剂。这是由于纤维素分子中伯、仲羟基的化学反应能力不同。在酯化反应和水解反应中，伯羟基的反应能力大于仲羟基。在纤维素三乙酸酯水解时，伯羟基容易被皂化，因而游离伯羟基的数目比游离仲羟基多，当纤维素乙酸酯中有足够多的游离伯羟基时，才能溶于 和其他有机溶剂。直接酯化到取代值为2.2～2.7的纤维素乙酸酯的情况则与此相反，游离仲羟基的数目比游离伯羟基多，所以它的溶解性能不好。此外，当游离伯羟基过多时，纤维素乙酸酯的溶解性能也将变差。

有一部分纤维素乙酸酯的制品（例如绝缘材料和电影胶片）是由纤维素三乙酸酯直接加工制造的，这种纤维素三乙酸酯是在不溶解纤维素乙酸酯的介质（如苯或四氯化碳）和乙酸酐、催化剂的混合溶液中进行乙酰化的，在反应过程中，纤维素始终保持纤维状态。纤维状乙酰化反应的优点是：反应混合物流动性好；温度容易控制；设备简单，免去了为生产低酯化度制品所需的工序；产量高；乙酸酐耗量少，容易蒸馏回收。纤维状乙酰化也可用乙酸酐蒸气处理纤维素方法进行。

在纤维素乙酸酯中加进一些丙酰基或丁酰基，可得到纤维素乙酸丙酸酯或纤维素乙酸丁酸酯，能扩大纤维素乙酸酯的溶剂范围，并增加对增塑剂和合成树脂的相容性。混合酯具有优异的柔韧性和透明性，容易加工。

纤维素混合酯可以采用从多相反应转为均相反应的方法（与纤维素乙酸酯的流程相似）制备。丙酰基或丁酰基与乙酰基含量的比值可由酯化混合溶液中酯化剂浓度的高低来调节。混合酯化剂可用不同比例的乙酸酐和丙酸或丁酸，也可以用丙酸酐或丁酸酐和乙酸的混合溶液，所得产品可具有两种组分。

酰基超过四个碳的纤维素有机酸酯、高级脂肪酸酯和芳族酸酯等由于酯化剂来源不易和没有突出的实用性，尚未获得实际应用。

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