Ацетат целюлози є органічне і синтетичне з'єднання , яке може бути отримано в твердій формі в вигляді пластівців, пластівців або порошку білого кольору. Його молекулярна формула - C 76 H 114 O 49 . Його виготовляють із сировини, отриманої з рослин: целюлози, яка є гомополісахаридом.
Ацетат целюлози вперше був виготовлений в Парижі в 1865 році Полем Шютценбергером та Лоран Наудіном, після ацетилювання целюлози з оцтовим ангідридом (CH 3 CO - O - COCH 3 ). Таким чином вони отримали один з найважливіших ефірів целюлози усіх часів.
Відповідно до цих характеристик, полімер призначений для виготовлення пластмас для галузі кінематографії, фотографії та в області текстилю, де він мав великий бум.
Він навіть використовується в автомобільній та авіаційній промисловості, а також є дуже корисним у хімічних та науково-дослідних лабораторіях загалом.
Хімічна структура
На верхньому зображенні представлена структура триацетату целюлози, однієї з ацетильованих форм цього полімеру.
Як пояснюється ця структура? Це пояснюється з целюлози, яка складається з двох піранових кілець глюкози, пов'язаних між собою глюкозидними зв’язками (R - O - R), між вуглецями 1 (аномерними) та 4.
Ці глікозидні зв'язки типу β 1 -> 4; тобто вони знаходяться в одній площині кільця відносно групи -CH 2 OCOCH 3 . Тому його ацетатний ефір зберігає той самий органічний скелет.
Що буде, якби групи ОН у 3-вуглеці триацетату целюлози були ацетильовані? Стеричне (просторове) напруження в його структурі зростало б. Це тому, що група –OCOCH 3 «стикається» з сусідніми групами глюкози та кільцями.
Однак після цієї реакції отримують бутират ацетату целюлози, продукт, отриманий з найвищим ступенем ацетилювання і полімер якого ще більш гнучкий.
Поясненням цієї гнучкості є усунення останньої групи ОН і, отже, водневих зв’язків між полімерними ланцюгами.
Насправді вихідна целюлоза здатна утворювати багато водневих зв’язків, і усунення їх - це опора, що пояснює зміни її фізико-хімічних властивостей після ацетилювання.
Таким чином, ацетилювання відбувається спочатку на менш стерично утруднених групах ОН. У міру збільшення концентрації оцтового ангідриду замінюється більше Н груп.
Як результат, хоча ці групи -OCOCH 3 збільшують масу полімеру, їх міжмолекулярні взаємодії менш міцні, ніж водневі зв’язки, «згинаючи» і одночасно твердіючи целюлозу.
Отримання
Його виготовлення вважається простим процесом. Целюлоза витягується з м'якоті деревини або бавовни, яка піддається різним реакціям гідролізу в різних умовах часу і температури.
Целюлоза реагує з оцтовим ангідридом у сірчанокислому середовищі, що каталізує реакцію.
Таким чином целюлоза деградується і отримується менший полімер, який містить від 200 до 300 одиниць глюкози для кожного полімерного ланцюга, при цьому гідроксил целюлози замінюється ацетатними групами.
Кінцевим результатом цієї реакції є білий твердий продукт, який може мати консистенцію порошку, пластівців або грудочок. З цього можна зробити волокна, пропускаючи їх через пори або отвори в середовищі з гарячим повітрям, випаровуючи розчинники.
Завдяки цим складним процесам отримують різні типи ацетату целюлози залежно від ступеня ацетилювання.
Оскільки целюлоза має глюкозу як свою мономерну структурну одиницю - яка має 3 групи ОН, які можуть бути ацетильовані-, ді, три або навіть бутиратні ацетати . Ці групи -OCOCH 3 відповідають за деякі його властивості.
Властивості
Ацетат целюлози має температуру плавлення 306 ° C, щільність коливається від 1,27 до 1,34 і має приблизну молекулярну масу 1811,699 г / моль.
Він нерозчинний в різних органічних компонентах, таких як ацетон, циклогексанол, етилацетат, нітропропан і етиленхлорид.
З продуктів, що містять ацетат целюлози, оцінюють гнучкість, твердість, міцність на розрив, не піддаються нападу бактерій або мікроорганізмів та їх непроникність для води.
Однак волокна мають зміни розмірів відповідно до надзвичайних змін температури та вологості, хоча волокна протистоять температурі до 80 ° C.
Програми
Ацетат целюлози знаходить багато застосувань, включаючи наступне:
- Мембрани для виготовлення предметів із пластику, паперу та картону. Описана непряма дія хімічної добавки ацетату целюлози, коли вона контактує з продуктами харчування, що знаходяться в упаковці.
- У зоні здоров’я використовується як мембрани з отворами діаметром кровоносних капілярів, вбудовані в циліндричні пристрої, що виконують функцію штучної нирки або апарату гемодіалізу.
- В рамках художньої та кіноіндустрії, коли використовується як тонка плівка для кіно, фотографії та магнітних стрічок.
- У минулі часи його використовували в текстильній промисловості, як волокна для виготовлення різних тканин, таких як район, сатин, ацетат та триацетат. Хоча це було в моді, він виділявся своєю низькою вартістю, яскравістю та красою, яку дарував одягу.
- В автомобільній промисловості, для виготовлення деталей двигунів і шасі для різних типів транспортних засобів.
- у галузі повітроплавання, щоб прикрити крила літаків у часи війни.
- Він також широко використовується в наукових та науково-дослідних лабораторіях. Зазвичай він використовується при виробництві пористих фільтрів, як опора для мембран ацетату целюлози для виконання електрофорезу або осмотичного обміну.
- Він використовується у виробництві контейнерів для сигаретних фільтрів, електричних кабелів, лаків та лаків, серед багатьох інших цілей.
Список літератури
- Фішер, С., Тюммлер, К., Волкерт, Б., Гетріх, К., Шмідт, І. та Фішер, К. (2008), Властивості та застосування ацетату целюлози. Макромол. Симп., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Енциклопедія Британіка. Ніцерат целюлози. Отримано 30 квітня 2018 року з: britannica.com
- Національний центр інформації про біотехнології. PubChem. (2018). Отримано 30 квітня 2018 року з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Національна медична бібліотека США. Ацетат целюлози. Отримано 2 травня 2018 року з: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. ПРОГЕЛЬ. Отримано 2 травня 2018 року з: iacinternacional.com.ar
- Алібаба. (2018). Мембранні фільтри. Отримано 02 травня 2018 року з: spanish.alibaba.com
- Райан Х. (23 березня 2016 р.). 21 яскраво-червоний / червоний .. Отримано 2 травня 2018 року з: flickr.com
- Mnolf. (4 квітня 2006 р.). Гель для електрофорезу. . Отримано 02 травня 2018 року з: es.wikipedia.org