醋酸纤维素

食用醋酸纤维素（英文名：胶化乙酸纤维素 乙酸盐；CA，别称醋酸纤维、醋酸纤维塑料、纤维素乙酸酯）是以醋酸为溶剂、醋酐为乙酰化剂，在催化剂作用下进行酯化得到的一种热塑性树脂。是纤维素衍生物中最早进行商品化生产，并且不断发展的纤维素有机酸酯。

醋酸纤维素于1865年由法国化学家保罗·舒岑伯格（Paul Schützenberger）首次制备。其分子式为[C6H7O2(OCOCH3)x(OH)3-x]n，式中，x=1.8（醋酸含量46%），为一醋酸纤维素；x=2.4（醋酸含量54.8%），为二醋酸纤维素；x=3.0（醋酸含量62.5%），为三醋酸纤维素。醋酸纤维素是白色、无臭、无味、无毒的粒状、粉状或纤维状固体，熔点为230～300℃，密度1.3克/毫升。

醋酸纤维素作为多孔膜材料，具有选择性高、透水量大、加工简单等特点，是纤维素塑料中应用最广泛的一种。根据不同的使用要求，可选择不同的醋酸纤维素和助剂配方，其在汽车、飞机、建筑、机械、工具、办公、制图用品、化妆品、器具、照相、印刷、电影胶片等领域都有广泛应用。

历史

1965年，法国化学家保罗·舒岑伯格最早制备出了醋酸纤维。1894年，查尔斯·克罗斯（Charles Cross）和爱德华·贝文（Edward Bevan）在英国申请了首个工业化生产醋酸纤维素的专利。大约在同一时间，美国的利特尔（Little）和德国的布朗纳特（Bronnert）也试验性地制造了醋酸纤维素长丝。1904年，美国化学家乔治·迈尔斯（George Miles）开发了一种可溶于丙酮的聚合物。

1910年，瑞士兄弟亨利·德雷福斯（Henri Dreyfus）和卡米尔·德雷福斯（Camille Dreyfus）在巴塞尔市使用这种工艺生产漆和胶片，并在第一次世界大战爆发时在英国德比郡斯庞顿（Spondon）建立了一家工厂，生产用于防水和硬化织物覆盖的飞机机翼的醋酸纤维“涂料”。1917年，他们在马里兰州坎伯兰为美国陆军建立了一家类似的工厂。战后，他们将业务集中在英国，并于1919年推出了第一款醋酸纤维纱。1924年，他们将业务全面转向美国。

早期，由于常见的天然纤维用染料难以对醋酸纤维染色，使其在纺织领域的应用受到一些限制，发展相当缓慢。直到1954~1955年，三醋酸纤维素才真正在美国、英国、加拿大、法国和德国等的某些公司成功工业化生产。1969~1979年，由于合成纤维锦纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯与丙纶等的兴起，二醋纤与三醋纤纺织纤维的需求量不断下降。自20世纪80年代初以来，由于粘胶纤维生产中污染问题难以解决，一些发达国家的生产厂家纷纷关闭，由此导致了醋酸长丝䰶需求量迅速增加。随着产品品种和生产技术的不断更新发展，醋酯纤维己成为人造纤维工业中发展较快的品种之一。中国醋酸纤维工业始于20世纪50年代。

特点

良好的热塑性

醋酯纤维在200℃~230℃时软化，260℃时熔融，这一特征使醋酯纤维具有热塑性与合成纤维类似，产生塑性变形后形状不再回复，具有变形永久性。醋酸面料的成形性好 ，能美化人体曲线，整体大方优雅。

优良的染色性

醋酯纤维通常可用分散染料染色，且上色性能好，色彩鲜艳，其上色性能优于其他纤维素纤维。 醋酸面料的热塑性好，醋酯纤维在200℃ ~ 230℃时软化，260℃时熔融，与合成纤维类似，产生塑性变形后形状不再回复，具有变形永久性。

外观似桑蚕丝

醋酯纤维的外观光泽与桑蚕丝相似，手感柔软滑爽也与桑蚕丝相似，其比重和桑蚕丝一样，因而悬垂感和桑蚕丝无异样。醋酸丝织成的织物易洗易干，不霉不蛀醋酸面料，其弹性优于粘胶纤维。

性能接近桑蚕丝

与粘胶纤维及桑蚕丝的物理机械性能相比，醋酯纤维的强度偏低，断裂伸长较大，湿强与干强的比值虽较低，但高于粘胶丝，初始模量小，回潮率比粘胶纤维和桑蚕丝低，但比合成纤维高，其湿强与干强之比，相对钩接强度与打结强度，弹性恢复率等与桑蚕丝相差不大。因而醋酯纤维在化学纤维中性能最接近桑蚕丝。

醋酸面料不易起静电

不易吸附空气中的灰尘；干洗、水洗及40℃以下机手洗均可，克服了丝毛织面料多带菌；带灰尘又只可干洗的弱点，也无毛织面料易虫蛀的缺点，易于打理收藏，而且醋酸面料具有毛织面料的回弹性和滑爽的手感。

透水量大

醋酸纤维素作为多孔膜材料，具有透水量大的特点，其既具有一定的吸水性，又具有吸水后快速脱去的性能。

模制品性能

醋酸纤维素的模制品性能为：拉伸强度13～61兆帕；冲击强度（悬臂梁法）21.4～287焦/米2；热变形温度（压力条件453千帕）43～98℃；体积电阻率1013欧·厘米。加阻燃剂可制得自熄性塑料。与二醋酸纤维素相比，三醋酸纤维素更强韧，拉伸强度几乎大一倍，压缩强度也大，耐热性高，适合制造电影胶片等感光基片。二醋酸纤维素能溶于浓盐酸和丙酮，不溶于二氯甲烷和三氯甲烷，而三醋酸纤维素仅溶于二氯甲烷和氯仿。

醋酸纤维素包括酯化度在1～3的品种。当纤维素用乙酸酐处理时就生成醋酸纤维素。水解后可产生各种不同酯化度的醋酸纤维素。酯化度一般用乙酰或冰醋的含量来表示。

制备方法

将纤维素干燥后，经醋酸活化后在硫酸催化剂作用下，与7倍于纤维素的醋酸和醋酐混合液进行酯化反应，使之乙酸化，然后加稀醋酸水解到所需要的水解度（1.72～1.95）。中和催化剂，使产物沉淀析出，经脱酸洗涤、精煮、干燥后得一醋酸纤维素。在乙酰化反应时，改变加入的醋酸和醋酐混合液的量，可制得二醋酸纤维素和三醋酸纤维素。醋酸和乙酸酐混合液的量为纤维素的8.5倍，反应后加稀醋酸水解使取代度达到2.28～2.49，得到二醋酸纤维素。醋酸和醋酐混合液的量是纤维素的10倍，反应后加稀醋酸水解使取代度达到2.8～2.9，得到三醋酸纤维素。三醋酸纤维素相当于一个葡萄糖核上有三个羟基被酯化，或称酯化度为3.0。由于三醋酸纤维素在许多溶剂中不溶解，又缺乏可塑性，为拓展用途，必须经过水解使其成为酯化度为2～3的醋酸纤维素，可以溶解在丙酮中。

成型加工

用醋酸纤维素加工制造薄膜、片材、涂料和纤维时，先将醋酸纤维素没药树溶于溶剂，配成10%～25%的溶液，经过滤后进行涂布、浇铸、纺丝等手段加工成各种制品。除抽丝加工纤维外，还需要加入一定量的增塑剂（如邻苯二甲酸二甲酯、二乙酯等）。将醋酸纤维素和增塑剂在一定温度下混炼后造粒成型，再进行挤出或注塑成型加工，便可得到热塑性的管、板、棒及其他成品。注塑成型温度为177～255℃，成型压力为58.8～196兆帕。制造薄膜和软片通常选用醋酸含量为60%～62.5%的三醋酸纤维素。

用途

醋酸纤维素是纤维素塑料中应用最广泛的一种。根据不同的使用要求，可选择不同的醋酸纤维素和助剂配方，因此其在汽车、飞机、建筑、机械、工具、办公和制图用品、化妆品、器具、照相、印刷、电影胶片等领域都有广泛应用。三醋酸纤维素适合用作电影胶片片基、X光片基、绝缘薄膜、隔离膜、高压电机的扁电线绝缘等。二醋酸纤维素可做录音胶带、海水淡化膜、净水过滤膜，经化纤抽丝工艺可用作香烟过滤嘴以及纺织材料。二醋酸纤维素塑料还可做工具手柄、自行车把、笔杆、眼镜框架以及油类、苯类等的容器，也用作保温绝缘材料、板、管、棒等型材的包装薄膜。

参考资料：

参考资料

醋酸纤维素.中国大百科全书.2024-12-31

乙酸纤维素.科普中国网.2024-12-31

Cellulose Acetate.Plastics Historical Society.2025-01-08

醋酸纤维素.960化工网.2024-12-31

知识▕ 今天我们来学习下醋酸纤维.微信公众平台.2025-01-08

醋酸纤维是什么纤维?.中国棉纺织行业协会.2025-01-08