Polysaccharide - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 200

talysatoren zum Einsatz und es werden zunächst vollständig acetylierte sogenannte Primärace-
tate gebildet. Da für die meisten Anwendungen keine vollständige Acetylierung gewünscht ist,
werden die Primäracetate unter Wasserzugabe und Erwärmen zu Sekundäracetaten partiell
hydrolysiert. Dadurch sinkt die Zahl der Acetylgruppen pro Glucose-Molekül auf 2-2,5. Dieser
umständlich erscheinende Herstellungsweg ist erforderlich, da beim Versuch, Cellulose zielge-
richtet partiell zu acetylieren, nur eine Mischung aus nicht acetylierter sowie vollständig acety-
lierter Cellulose entsteht [2].
In der pharmazeutischen Industrie wird der Mischester Celluloseacetatphthalat (CAP) einge-
setzt, der 30-40 % Phthalylgruppen, 17-26 % Acetylgruppen und ca. 6 % freie Carboxylgrup-
pen enthält [69]. Zur Herstellung wird Cellulosetriacetat mit Phthalsäureanhydrid in Gegenwart
organischer Basen wie Pyridin behandelt.
Weitere Celluloseester, die technische bzw. kommerzielle Bedeutung besitzen, sind Cellulose-
propionat (CP) und Mischester wie Celluloseacetobutyrat (CAB) oder Celluloseacetopropionat
(ebenfalls als CAP abgekürzt) [2]. Zur Herstellung werden Propionsäureanhydrid oder Gemi-
sche aus Essigsäureanhydrid und Butansäureanhydrid bei ansonsten grundsätzlich gleichen
Verarbeitungsbedingungen (Methylenchlorid als Lösungsmittel und saure Katalyse) eingesetzt.
Struktur / Eigenschaften
Unter dem Einfluss der starken Säuren erfolgt bei der Veresterung eine partielle Depolymerisa-
tion durch Hydrolyse der Glucosehauptkette der Cellulose, die zu mittleren Polymerisations-
graden P n von 100-350 führt [2]. Lösungs- und Schmelzviskosität hängen vom Polymerisa-
tionsgrad ab, der Schmelzbereich vom Grad der Veresterung. Er liegt für die Triacetate bei
290-300°C und für die partiell deacetylierten Spezies mit 2,5 Acetylgruppen bei ca. 240-
260°C [2]. Celluloseacetate sind mit zahlreichen Standardverfahren wie Spritzgießen, Extru-
dieren usw. verarbeitbar und zeichnen sich durch Transparenz, Festigkeit, Schlagzähigkeit,
Kratzfestigkeit, Oberflächenglanz und Lichtechtheit aus. Die Materialien können gut einge-
färbt, bedruckt und metallisiert werden und besitzen eine angenehme Haptik und Optik, die sie
für die Herstellung von einfachen Gebrauchsgegenständen des täglichen Bedarfs prädestiniert.
Die Nutzung von Mischestern geht für die Anwendung in Formteilen zurück, da die biologi-
sche Abbaubarkeit nicht ausreicht. Daher zielen neue Entwicklungen darauf ab, mittels anderer
Substituenten und geringeren Veresterungsgraden die Abbaubarkeit zu verbessern [31].
Anwendungen
Die vollständig veresterten Triacetate werden fast ausschließlich für die Herstellung von Trä-
germaterialien für fotografische Filme und Folien für Displays eingesetzt [2] und im Gießharz-
verfahren mit Dichlormethan als Lösungsmittel hergestellt [31], Triacetatfasern werden im
Nassspinnverfahren hergestellt.
Die partiell deacetylierten Sekundäracetate werden zu Fasern für Futterstoffe, Regenmäntel
und Schirme verarbeitet. Für diese Anwendungen sind der Glanz, die niedrige Friktion und die
geringe Quellung der Materialien hilfreich. Die Hauptanwendung von Celluloseacetat sind
Faserstoffe für die Herstellung von Zigarettenfiltern [2], die im Trockenspinnverfahren mittels
Mehrlochdüsen mit bis zu 1000 einzelnen Spinndüsen hergestellt werden [31].
Thermoplastisch verarbeitbare Sekundäracetate werden zu zahlreichen typischen Thermoplast-
Bauteilen umgeformt, wie Werkzeuggriffe, Schaltknöpfe, Brillengestelle, Telefone, Spielwaren
und ähnliche Produkte. Viele traditionell aus Celluloseestern hergestellte Bauteile, wie z. B.
Automobilinnenraumteile, wurden durch petrochemische Kunststoffe wie PUR und andere