纖維素樹脂在塑料行業的應用

   纖 維素樹脂及其塑料是高分子化學領域中早工業化的一類產品。它是將天然高分子纖維素,如木材、短棉絨及草類纖維素經化學處理制成用途廣泛的高分子精細化工材料。早面市的纖維素樹脂是硝酸纖維素和醋酸纖維素,已有百年發展歷史。在這兩種纖維投入市場后,又有許多纖維素酯和醚等一系列纖維衍生物相繼開發成功,其應用領域也不斷拓寬。在20世紀中葉,由于石油化工的興起,各種新型合成高分子材料的研制成功,一度使纖維素樹脂及其塑料在高分子材料領域中所占比例有所下降,但近年來又重新受到人們的重視,并進行更加深入和廣泛的研究,因而再度展現出欣欣向榮的景象。
    纖維素主要分為纖維素酯和纖維素醚兩大類。
    纖維素酯中以醋酸纖維素、硝酸纖維素和粘膠纖維素的應用為廣泛。醋酸纖維素工業發展比較早,主要用于生產香煙過濾嘴絲束、醋酸纖維塑料、紡織纖維等。其中香煙過濾嘴絲束方面的用量近年來的年均增長率一直保持在4%左右;作為纖維用的醋酸纖維今后的發展空間不大,而醋酸纖維塑料因其性能優異,銷售量一直較為穩定,僅在日本的年消費量就在4000噸左右。從范圍看,醋酸纖維素的生產主要集中在美國、西歐和日本,這些地區的產量之和約占總產量的80%。
    其他纖維素酯產品中,硝酸纖維素由于其價格低廉,目前用量還不少,主要用于清漆、塑料和薄膜的生產,美國杜邦公司和赫克力士公司生產的硝酸纖維素主要用于生產半透明膜。而醋酸丁酸纖維素和醋酸丙酸纖維素主要用于生產高檔塑料、油墨和涂料,目前上只有少數幾家公司能生產,主要有美國伊士曼公司、赫克力士公司和德國拜耳公司等。另外,現在電影膠片幾乎全部用三醋酸纖維素和滌綸樹脂生產。而纖維素混合酯類的另一大產品---四醋酸纖維素,由于具有比醋酸纖維素更優異的物理性能,與合成樹脂和高沸點增塑劑混溶性好,耐候性和電絕緣性好,現在廣泛用于塑料、油墨、涂料等的生產,也可用于生產汽車漆、圓珠筆芯油等。
    纖維素醚主要有兩大類:一種是離子型,如羧甲基纖維素(CMC);另一種是非離子型,如乙基纖維素(EC)、甲基纖維素(MC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)等。這些產品在20世紀50年代就已相繼投入工業化生產。但由于這些纖維素醚具有優良的增稠、乳化、懸浮、成膜、保護水分、保護膠體、抗酶等特性,現在仍廣泛用于紡織、涂料、醫藥、食品、建材及電子等工業部門,對社會經濟發展起著十分重要的作用。據統計,目前纖維素醚的總生產能力為每年45萬噸,其中非離子型纖維素醚為13.5萬噸,生產國主要有美國、德國、比利時、荷蘭等,他們的產量占總產量的80%左右。
    與發達相比,我國纖維素樹脂工業發展較慢。如醋酸纖維素、三醋酸纖維素等都需要靠進口解決。而硝酸纖維素的產量較大,僅生產乒乓球,每年就要消費上千噸賽璐珞片,另外還用于眼鏡架、清漆等的生產,預計2005年的消費量將達到2200噸。另外,我國纖維素醚工業起步較晚,非離子型至今尚未實現大規模生產,總生產能力僅為100噸/年;離子型纖維素醚則已有40個生產廠,年生產能力在3萬噸左右。目前國內羧甲基纖維素主要應用領域為:日用化學品45%,油田開采20%,紡織10%,醫藥、食品4%,建材3%,其他行業18%。非離子型纖維素醚的市場需求分別為:日用化學品27%,油田開采23%,醫藥、食品16%,電子元件和涂料14%,其他行業20%。
    21世紀是信息產業、生物工程和納米技術的時代,我們必須加大力度,相應擴大纖維素樹脂的生產,加強纖維素半透膜的研究、開發及推廣應用工作,深入開展基礎性理論研究,充分發揮現有生產能力,逐步使產品品種規格系列化、規?;s上并超過發達的水平。