[发明专利]一种二醋酸纤维素及其制备方法

说明书

本发明属于纤维素领域，具体涉及一种二醋酸纤维素及其制备方法。该方法包括以下步骤：a、活化：将100重量份纤维素原料、500～800重量份冰醋酸和0.5～1重量份催化剂混匀后，连续搅拌进行活化；b、酯化：加入过量的醋酸酐，控制体系温度在30℃以下；再加入5～20重量份催化剂，控制体系温度在50℃以下让纤维素充分酯化；所述催化剂为硫酸；c、皂化：加入过量的醋酸进行皂化反应，皂化温度为60～80℃，当结合酸为52～53％时加入终止剂终止皂化反应；d、后处理：将皂化结束后的物料过滤、成型、清洗、干燥、研磨后即得产品。本发明方法制备的二醋酸纤维素能够用于制作乒乓球，能够满足弹跳性能、硬度和牢度的要求。

技术领域

本发明属于纤维素领域，具体涉及一种二醋酸纤维素及其制备方法。

背景技术

醋酸纤维素是以天然的木浆粕或棉浆粕作为主要原料，纤维素分子链上的羟基被乙酰基取代后的产物。反应式如下：

C₆H₁₀O₅(纤维素)+m(CH₃CO)₂O→C₅H₇(OC₂H₃)_m(OH)_3‐m(醋酸纤维素)+m CH₃COOH

其中m代表取代度，根据取代度的不同分为三醋酸纤维素和二醋酸纤维素。三醋酸纤维素的取代度一般为2.71～2.96(结合酸59～62％)，主要应用于感光胶片、液晶显示器偏振片保护膜以及其他功能性膜(如水处理膜、医用膜等)等领域。二醋酸纤维素取代度一般为2.20～2.50(结合酸52～56％)，又分为丝束级二醋酸纤维素和塑料级二醋酸纤维素，丝束级二醋酸纤维素主要用于香烟过滤嘴、纺织等领域，塑料级二醋酸纤维素主要用于眼镜板材、塑料薄膜、工具手柄、高档装饰材料等领域。

乒乓球材质传统上是赛璐珞(Celluloid Nitrate)，是历史上最古老的热可塑性树脂，以硝化纤维和樟脑等原料制成。但是该材质存在极易燃的缺点，经过摩擦等容易引发火灾的危险。因此人们开始寻求乒乓球材质赛璐珞的替代品，醋酸纤维素就是其中最接近的一种材料，其中塑料级二醋酸纤维素最接近乒乓球材料的要求。

乒乓球主要关注指标为弹跳性能、硬度和牢度(冲击强度)。赛璐珞乒乓球的标准是：弹跳24～26cm，硬度0.8～1mm，牢度(光板重击次数)10次以上。

二醋酸纤维素大规模生产工艺都是在溶剂(冰醋酸或二氯甲烷)和催化剂(如硫酸)存在条件下，使用木浆或棉浆与醋酸酐进行酯化制备三醋酸纤维素，再通过皂化(水解)调整取代度；再经过过滤、成型、清洗、脱水、烘干、研磨等工序，制成醋酸纤维素粉末。现有的醋酸纤维素乒乓球弹跳22～24cm，牢度(光板重击次数)小于5次，在弹跳和牢度方面都与传统的赛璐珞材料存在差距，其中牢度是差距最大的一项指标。

发明内容

针对现有醋酸纤维素乒乓球存在的缺陷，本发明提供了一种二醋酸纤维素及其制备方法。该二醋酸纤维素制备的乒乓球能够满足对乒乓球弹跳性能、硬度和牢度的要求。

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种二醋酸纤维素的制备方法。该方法包括以下步骤：

a、活化：将100重量份纤维素原料、500～800重量份冰醋酸和0.5～1重量份催化剂混匀后，连续搅拌进行活化；

b、酯化：加入过量的醋酸酐，控制体系温度在30℃以下；再加入5～20重量份催化剂，控制体系温度在50℃以下让纤维素充分酯化；所述催化剂为硫酸；

c、皂化：加入过量的醋酸进行皂化反应，皂化温度为60～80℃，当结合酸为52～53％时加入终止剂终止皂化反应；

d、后处理：将皂化结束后的物料过滤、成型、清洗、干燥、研磨后即得产品。