肖卫华 刘润泽 赵广路 郭东毅 杨云帆 周成凤

(1.中国农业大学工学院， 北京 100083; 2.青岛大学省部共建生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室， 青岛 266071)

0 引言

醋酸纤维是再生纤维素纤维中仅次于粘胶纤维的第二大品种，是最早商品化的一种人造纤维[1]，也是纤维素衍生物中最早实现商品化生产的材料[2-3]。目前，醋酸纤维已经在工业领域得到广泛使用，其中，取代度介于2.7～3.0之间的醋酸纤维素常被称为三醋酸纤维素(Cellulose triacetate, CTA)。CTA热塑性好、机械性能高，且具有优异的光学特性，常被应用于反渗透膜、航天材料及纺织等领域。

传统醋酸纤维素的生产通常以天然的木浆粕或者棉浆粕为主要原料。我国是农业大国，农作物秸秆产量巨大，且分布广泛、种类繁多，其中玉米秸秆的产量最大，2016年产量达2.42×108t[4]。利用玉米秸秆纤维素代替昂贵的木浆、棉浆合成醋酸纤维素不仅能够解决秸秆综合利用率低的问题，还能降低醋酸纤维素的合成成本。文献[5]以竹浆粕作为原料，将其在冰乙酸中浸泡120 min，再以3%的硫酸为乙酰化的催化剂，在温度为50℃时反应50 min，制备出取代度为2.9、聚合度为191的CTA。文献[6]以芒草为原料，以浓硫酸为催化剂，在温度为50℃时反应60 min，制备出的芒草醋酸纤维素取代度为2.8。文献[7]以去皮的桑树枝为原料，采用稀盐酸处理制得微晶纤维素，以质量分数95%的浓硫酸为催化剂，在70℃的温度下进行乙酰化反应2 h，制得取代度为2.88的醋酸纤维素。目前，大规模生产三醋酸纤维素均以硫酸作为催化剂，硫酸催化合成醋酸纤维素虽然应用广泛，但长时间反应会导致醋酸纤维素的降解，硫酸还易与纤维素发生副反应，产生纤维素硫酸酯，残留的硫酸根不仅会降低三醋酸纤维素的热稳定性，还会影响三醋酸纤维素的应用。……