Construction and properties of cellulose diacetate film derived from waste cigarette filters

Abstract

The cellulose diacetate films derived from the commercial cellulose acetate or some biomass materials have a high cost and the synthesis is complex. It is meaningful to develop a green and low-cost method to prepare cellulose diacetate films and regulate their properties. In addition, it is necessary to recycle the wastes for reuse. Thus, waste cigarette filters were used as the source for preparing the cellulose diacetate films and glycerol as the plasticizer to improve the comprehensive properties in this paper. Hydrogen bonds were formed between glycerol and acetate fibers, and the glass transition temperature of samples decreased after adding glycerol. Moreover, the water contact angle decreased from 97.6 degrees to 19.2 degrees and the water vapor permeability increased from 1.585 x 10(-12) to 7.797 x 10(-12) with the increasing of glycerol content, demonstrating that the hydrophilic property of as-prepared films was improved. However, excessive content of glycerol decreased the mechanical properties of films. When the content of glycerol was 30%, as-prepared film with an elongation at break of 24% had the highest tensile strength of 24.3 MPa. When the content of glycerol exceeded 30%, the tensile strength declined sharply. Therefore, this paper proposed a simple and low-cost method to convert waste cigarette filters into cellulose diacetate films which can be applied in the packaging or engineering films.

TSC Opinion

Les filtres de cigarettes sont parmi les déchets plastiques les plus récupérés lors des campagnes de collecte sur les plages ou dans les zones urbaines. Les fumeurs, dans leur majorité, ont gardé cette habitude de jeter leurs mégots dans la nature en pensant qu’un peu de papier et de tabac se dégraderont facilement. C’est le cas effectivement pour des cigarettes sans filtre, mais malheureusement les filtres sont constitués de composés polymériques synthétiques qui se dégradent très lentement dans l’environnement. Le principal constituant est en général de l’acétate de cellulose, qui est un polymère connu depuis très longtemps car il a remplacé le nitrate de cellulose qui était utilisé dans les films photographiques argentiques. Les auteurs de cette étude montrent qu’avec une chimie raisonnablement naturelle à base de glycérol et d’acide acétique, on peut convertir des filtres à cigarette usagés en films d’acétate de cellulose ayant des propriétés techniques adaptées pour une utilisation comme emballage. Ceci constitue une option de fin de vie pour les filtres de cigarettes qui encouragera certainement leur collecte. D’autres applications que l’emballage sont aussi éventuellement envisageables, en effet, les fibres d’acétate de cellulose peuvent aussi être utilisées dans le domaine des textiles et des filtres autres que les filtres à cigarettes.