煙用醋酸纖維絲束的品質控制

容秀英

（廣東中煙工業有限責任公司技術中心，廣東 廣州 510385）

醋酸纖維，是由木材、棉花、亞麻等植物中含有的纖維素分子，用醋酸酯化后得到的一種化學改性的天然高聚物，是人類最早發明的一種人造纖維，其性能取決于乙酰化程度。不同酯化度的醋酸纖維有著不同的性能，如吸附性、耐沖擊、耐油、不帶靜電等，因此在不同的領域有著重要的應用，其中，平均酯化度約2.4的二醋酸纖維具有良好的過濾效果，應用在香煙過濾嘴上有明顯的降低焦油和除去有害物質的作用。截至2007年，煙用醋酸纖維絲束全球的的年供應量已達75.8萬噸，占全球過濾嘴卷煙市場的95%，遠遠超過了其它種類的過濾材料，并一直處于主導地位。

煙用二醋酸纖維素絲束的品質控制，取決于二醋酸纖維素自身的分子結構和絲束的生產過程控制，絲束的理化性能包括：絲束線密度、單絲線密度、卷曲數、斷裂強度、截面形狀、水分含量、殘余丙酮含量等，絲束的各項技術指標對濾棒成型加工和濾棒產品的質量有著不同的影響。二醋酸纖維素絲束的生產過程中，由于纖維素存在著復雜的晶態結構，因此在纖維素乙酰化和水解反應過程中，乙酰基在纖維素分子主鏈上和分子間的分布不均勻，可導致形成部分不溶區而形成微凝膠物質，從而對二醋酸纖維素的溶解和生產應用造成一定的影響。因此，對二醋酸纖維素絲束微觀結構的表征，對于二醋酸纖維素絲束的品質控制，改進二醋酸纖維素絲束的生產工藝和指導二醋酸纖維素絲束的應用，具有一定的意義。

1 二醋酸纖維素絲束的電鏡表征

圖1為二醋酸纖維素絲束制得的濾嘴橫截面的掃描隧道顯微鏡圖，圖2為濾嘴縱截面的電鏡圖，可見絲束具有分布均勻、縱橫交錯的立體結構，這種結構保證了絲束具有較好的蓬松性和較大的比表面積，從而使得濾嘴對煙氣中的有害成分具有較好的吸附與截留作用。

2 二醋酸纖維素絲束的光散射表征

為進一步研究二醋酸纖維素絲束的微觀結構，將二醋酸纖維素絲束溶于丙酮溶液中，利用激光光散射表征二醋酸纖維素的溶液性質。激光光散射技術，可對高分子的分子量、粒徑及粒徑分布等結構參數進行系統表征，從而在分子水平上了解這些結構因素對二醋酸纖維素絲束理化性能的影響。

圖3為二醋酸纖維素絲束在丙酮溶液中的粒徑圖，可見，在10nm左右為二醋酸纖維素絲束的單鏈形態分布，而100nm左右為二醋酸纖維素絲束發生聚集形成的聚集體形態分布，這可能是由于二醋酸纖維素絲束鏈狀分子平行排列形成的結晶性部分不溶于丙酮所致。而在二醋酸纖維素絲束實際生產過程中，在對二醋酸纖維素進行紡絲前，需對二醋酸纖維素的丙酮漿液進行多級過濾，以除去不利于紡絲和影響絲束結構的雜質和大的聚集體。

3 結論

煙用醋酸纖維絲束的品質控制，包括宏觀理化性能及其過濾效率，取決于它們的微觀結構。通過電鏡和光散射表征可知，二醋酸纖維素絲束具有蓬松、均勻的立體結構，較大的比表面積使得其具有較好的吸附和截留能力；而二醋酸纖維素絲束溶液中存在著單鏈和聚集體兩種形態分布，聚集體和雜質的存在不利于絲束生產和應用，需進行多級過濾進行移除。

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