烟用醋酸纤维丝束的品质控制

容秀英

（广东中烟工业有限责任公司技术中心，广东 广州 510385）

醋酸纤维，是由木材、棉花、亚麻等植物中含有的纤维素分子，用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物，是人类最早发明的一种人造纤维，其性能取决于乙酰化程度。不同酯化度的醋酸纤维有着不同的性能，如吸附性、耐冲击、耐油、不带静电等，因此在不同的领域有着重要的应用，其中，平均酯化度约2.4的二醋酸纤维具有良好的过滤效果，应用在香烟过滤嘴上有明显的降低焦油和除去有害物质的作用。截至2007年，烟用醋酸纤维丝束全球的的年供应量已达75.8万吨，占全球过滤嘴卷烟市场的95%，远远超过了其它种类的过滤材料，并一直处于主导地位。

烟用二醋酸纤维素丝束的品质控制，取决于二醋酸纤维素自身的分子结构和丝束的生产过程控制，丝束的理化性能包括：丝束线密度、单丝线密度、卷曲数、断裂强度、截面形状、水分含量、残余丙酮含量等，丝束的各项技术指标对滤棒成型加工和滤棒产品的质量有着不同的影响。二醋酸纤维素丝束的生产过程中，由于纤维素存在着复杂的晶态结构，因此在纤维素乙酰化和水解反应过程中，乙酰基在纤维素分子主链上和分子间的分布不均匀，可导致形成部分不溶区而形成微凝胶物质，从而对二醋酸纤维素的溶解和生产应用造成一定的影响。因此，对二醋酸纤维素丝束微观结构的表征，对于二醋酸纤维素丝束的品质控制，改进二醋酸纤维素丝束的生产工艺和指导二醋酸纤维素丝束的应用，具有一定的意义。

1 二醋酸纤维素丝束的电镜表征

图1为二醋酸纤维素丝束制得的滤嘴横截面的扫描隧道显微镜图，图2为滤嘴纵截面的电镜图，可见丝束具有分布均匀、纵横交错的立体结构，这种结构保证了丝束具有较好的蓬松性和较大的比表面积，从而使得滤嘴对烟气中的有害成分具有较好的吸附与截留作用。

2 二醋酸纤维素丝束的光散射表征

为进一步研究二醋酸纤维素丝束的微观结构，将二醋酸纤维素丝束溶于丙酮溶液中，利用激光光散射表征二醋酸纤维素的溶液性质。激光光散射技术，可对高分子的分子量、粒径及粒径分布等结构参数进行系统表征，从而在分子水平上了解这些结构因素对二醋酸纤维素丝束理化性能的影响。

图3为二醋酸纤维素丝束在丙酮溶液中的粒径图，可见，在10nm左右为二醋酸纤维素丝束的单链形态分布，而100nm左右为二醋酸纤维素丝束发生聚集形成的聚集体形态分布，这可能是由于二醋酸纤维素丝束链状分子平行排列形成的结晶性部分不溶于丙酮所致。而在二醋酸纤维素丝束实际生产过程中，在对二醋酸纤维素进行纺丝前，需对二醋酸纤维素的丙酮浆液进行多级过滤，以除去不利于纺丝和影响丝束结构的杂质和大的聚集体。

3 结论

烟用醋酸纤维丝束的品质控制，包括宏观理化性能及其过滤效率，取决于它们的微观结构。通过电镜和光散射表征可知，二醋酸纤维素丝束具有蓬松、均匀的立体结构，较大的比表面积使得其具有较好的吸附和截留能力；而二醋酸纤维素丝束溶液中存在着单链和聚集体两种形态分布，聚集体和杂质的存在不利于丝束生产和应用，需进行多级过滤进行移除。

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