Den celluloseacetat er en organisk og syntetisk forbindelse, der kan opnås i fast form, som flager, flager eller hvidt pulver. Dens molekylformel er C 76 H 114 O 49. Det er fremstillet af råmaterialet, der er opnået fra planter: cellulose, som er et homopolysaccharid.
Celluloseacetat blev fremstillet for første gang i Paris i 1865 af Paul Schützenberger og Laurent Naudin, efter acetylering af cellulose med eddikesyreanhydrid (CH 3 CO - O - COCH 3). Således opnåede de en af de vigtigste celluloseestere gennem tidene.
I henhold til disse karakteristika er polymeren bestemt til fremstilling af plast inden for filmfotografering, fotografering og tekstilområdet, hvor den havde sin store bom.
Det bruges endda i bilindustrien og luftfartsindustrien og er meget anvendelig i kemi og forskningslaboratorier generelt.
Kemisk struktur
Det øverste billede repræsenterer strukturen af cellulosetriacetat, en af de acetylerede former af denne polymer.
Hvordan forklares denne struktur? Det forklares fra cellulose, der består af to pyranøse ringe med glukoser, der er forbundet med glukosidiske bindinger (R - O - R), mellem kulstof 1 (anomer) og 4.
Disse glycosidiske bindinger er af typen 1 -> 4; det vil sige, de er i det samme plan af ringen i forhold til gruppen -CH 2 OCOCH 3. Derfor beholder dens acetatester det samme organiske skelet.
Hvad ville der ske, hvis OH-grupperne i 3-carbonatomer cellulosetriacetatet blev acetyleret? Den steriske (rumlige) spænding i dens struktur ville stige. Dette skyldes, at –OCOCH 3- gruppen vil "kollidere" med tilstødende glukosegrupper og ringe.
Efter denne reaktion opnås imidlertid celluloseacetatbutyrat, hvilket produkt opnås med den højeste grad af acetylering, og hvis polymer er endnu mere fleksibel.
Forklaringen på denne fleksibilitet er eliminering af den sidste OH-gruppe og derfor af hydrogenbindingerne mellem polymerkæderne.
Faktisk er den originale cellulose i stand til at danne mange hydrogenbindinger, og eliminering af disse er den understøtning, der forklarer ændringerne i dens fysisk-kemiske egenskaber efter acetylering.
Således forekommer acetylering først på de mindre sterisk hindrede OH-grupper. Når koncentrationen af eddikesyreanhydrid stiger, erstattes flere H-grupper.
Som et resultat, skønt disse -OCOCH 3- grupper forøger vægten af polymeren, er deres intermolekylære interaktioner mindre stærke end hydrogenbindinger, "bøjes" og hærder cellulosen på samme tid.
Indhentning
Dens fremstilling betragtes som en enkel proces. Cellulose ekstraheres fra massen af træ eller bomuld, der udsættes for hydrolysereaktioner under forskellige tids- og temperaturbetingelser.
Cellulose reagerer med eddikesyreanhydrid i et svovlsyremedium, som katalyserer reaktionen.
På denne måde nedbrydes cellulose, og der opnås en mindre polymer, der indeholder 200 til 300 glucosenheder for hver polymerkæde, idet hydroxylen i cellulose erstattes af acetatgrupper.
Slutresultatet af denne reaktion er et hvidt fast produkt, der kan have konsistensen af pulver, flager eller klumper. Fra dette kan fibrene fremstilles ved at føre det gennem porer eller huller i et medium med varm luft og fordampe opløsningsmidlerne.
Gennem disse komplekse processer opnås forskellige typer celluloseacetat, afhængigt af acetyleringsgraden.
På grund af det faktum, at cellulose har glukose som dens monomere strukturelle enhed - som har 3 OH-grupper, hvilket er de, der kan acetyleres-, fås di, tri eller endda butyratacetater. Disse -OCOCH 3- grupper er ansvarlige for nogle af dens egenskaber.
Ejendomme
Celluloseacetat har et smeltepunkt på 306 ° C, en densitet, der spænder fra 1,27 til 1,34, og har en omtrentlig molekylvægt på 1811,699 g / mol.
Det er uopløseligt i forskellige organiske komponenter, såsom acetone, cyclohexanol, ethylacetat, nitropropan og ethylendichlorid.
Af produkterne, der indeholder celluloseacetat, værdsættes fleksibilitet, hårdhed, modstand mod trækkraft, ikke angrebet af bakterier eller mikroorganismer og deres uigennemtrængelighed for vand.
Dog giver fibrene dimensionelle ændringer i henhold til ekstreme variationer i temperatur og fugtighed, selvom fibrene modstår temperaturer op til 80 ° C.
Applikationer
Celluloseacetat finder mange anvendelser, herunder følgende:
- Membraner til fremstilling af plast-, papir- og papgenstande. En indirekte virkning af et kemisk tilsætningsstof til celluloseacetat beskrives, når det er i kontakt med fødevarer i emballagen.
- I sundhedsområdet bruges det som membraner med huller i diameteren af blodkapillærer, indlejret i cylindriske anordninger, der opfylder funktionen af en kunstig nyre- eller hæmodialyseudstyr.
- Inden for kunst- og filmindustrien, når de bruges som tynde film til biografen, fotografering og magnetbånd.
- I tidligere tider blev det brugt i tekstilindustrien som fibre til at fremstille forskellige stoffer som rayon, satin, acetat og triacetat. Mens det var på mode, stod det ud for dets lave omkostninger, for lysstyrken og for den skønhed, det gav tøjene.
- I bilindustrien til fremstilling af motor- og chassisdele til forskellige typer køretøjer.
- Inden for luftfart, for at dække flyets vinger i krigens tider.
- Det bruges også meget i videnskabelige laboratorier og forskningslaboratorier. Det bruges generelt til fremstilling af porøse filtre som en understøtning til celluloseacetatmembraner til at udføre elektroforese eller osmotisk udvekslingskørsel.
- Det bruges til fremstilling af cigaretfilterbeholdere, elektriske kabler, lakker og lakker blandt mange andre anvendelser.
Referencer
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. og Fischer, K. (2008), Egenskaber og anvendelser af Cellulose Acetate. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Encyclopedia Britannica. Cellulosenitrat. Hentet den 30. april 2018 fra: britannica.com
- National Center for Biotechnology Information. Pubchem. (2018). Hentet den 30. april 2018 fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- US National Library of Medicine. Celluloseacetat. Hentet den 2. maj 2018 fra: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. PROGEL. Hentet den 2. maj 2018 fra: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Membranfiltre. Hentet den 2. maj 2018, fra: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (23. marts 2016). 21 lys rød / rød.. Hentet den 2. maj 2018 fra: flickr.com
- Mnolf. (4. april 2006). Elektroforesegel.. Hentet den 2. maj 2018 fra: es.wikipedia.org