A cellulóz-acetát egy szerves és szintetikus vegyület, amelyet szilárd formában kaphatunk pehelyként, pehelyként vagy fehér por formájában. Molekuláris képlete C 76 H 114 O 49. A növényekből nyert alapanyagból készül: cellulóz, amely egy homopoliszacharid.
A cellulóz-acetátot először Párizsban, 1865-ben állították elő Paul Schützenberger és Laurent Naudin, a cellulóz ecetsavanhidriddel történő acetilezése után (CH 3 CO - O - COCH 3). Így előállították az idők egyik legfontosabb cellulóz-észterét.
Ezen jellemzők szerint a polimert műanyagok előállítására szánják filmművészet, fényképezés és a textilipar területén, ahol nagy gém volt.
Még az autóiparban és a repülésiparban is felhasználják, és általában a vegyészetben és a kutató laboratóriumokban is nagyon hasznos.
Kémiai szerkezet
A felső kép a cellulóz-triacetát szerkezetét mutatja, ennek a polimernek az egyik acetilezett formája.
Hogyan magyarázható ez a szerkezet? A cellulózból magyarázzuk, amely két piránus glükózgyűrűből áll, amelyeket glükozidkötések (R - O - R) kötnek össze az 1 (anomer) és a 4 szénatomok között.
Ezek a glikozidkötések β1 -> 4 típusúak; azaz, ezek egy síkban a gyűrű, tekintettel a -CH 2 OCOCH 3. Ezért az acetát-észtere megtartja ugyanazt a szerves vázat.
Mi történne, ha a cellulóz-triacetát 3-szénatomján lévő OH csoportokat acetilezzék? Növekszik a sztérikus (térbeli) feszültség szerkezetében. Ennek oka az, hogy a –OCOCH 3 csoport „ütközne” a szomszédos glükózcsoportokkal és gyűrűkkel.
A reakció után azonban cellulóz-acetát-butirátot kapunk, amely a legmagasabb acetilációval kapott termék, amelynek polimerje még rugalmasabb.
Ennek a rugalmasságnak a magyarázata az utolsó OH-csoport, tehát a hidrogénkötések eltávolítása a polimer láncok között.
Valójában az eredeti cellulóz sok hidrogénkötést képes létrehozni, és ezek kiküszöbölése támogatja annak fizikai-kémiai tulajdonságainak az acetilezés utáni változásait.
Így az acetilezés először a kevésbé szterikusan akadályozott OH csoportokon megy végbe. Ahogy az ecetsavanhidrid koncentrációja növekszik, több H-csoportot cserélnek le.
Ennek eredményeként, bár ezek OCOCH 3 csoportok növelése a polimer tömegének, azok intermolekuláris kölcsönhatások kevésbé erős, mint a hidrogénkötések, „hajlító”, és edzés a cellulózt egyidejűleg.
beszerzése
Előállítását egyszerű folyamatnak tekintik. A cellulózt extrahálják a fa- vagy pamutpépből, amelyet különböző idő- és hőmérsékleti körülmények között hidrolízisnek vetnek alá.
A cellulóz kénsav közegben ecetsavanhidriddel reagál, amely katalizálja a reakciót.
Ilyen módon a cellulóz lebomlik, és egy kisebb polimert kapnak, amely minden polimer lánconként 200-300 glükóz egységet tartalmaz, a cellulóz hidroxilcsoportját acetátcsoportokkal helyettesítve.
Ennek a reakciónak a végeredménye egy fehér szilárd termék, amelynek konzisztenciája lehet por, pelyhek vagy darabok. Ebből a szálak előállíthatók oly módon, hogy forró levegővel ellátott közeg pórusain vagy lyukain átvezetik az oldószereket.
Ezen összetett eljárások révén különféle típusú cellulóz-acetátot kapnak, az acetiláció mértékétől függően.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy a cellulóz glükóz, mint a monomer szerkezeti egység -ami 3 OH-csoportot, amely az is, hogy lehet acetylated-, di-, tri- vagy akár butirát acetátokat kapunk. Ezek OCOCH 3 csoportok felelősek néhány tulajdonságai.
Tulajdonságok
A cellulóz-acetát olvadáspontja 306 ° C, sűrűsége 1,27-1,34, és körülbelül molekulatömege 1811,699 g / mol.
Különböző szerves komponensekben, például acetonban, ciklohexanolban, etil-acetátban, nitropropánban és etilén-dikloridban oldhatatlan.
A cellulóz-acetátot tartalmazó termékek közül értékelik a rugalmasságot, a keménységet, a tapadási ellenállást, mivel ezeket nem támadják meg baktériumok vagy mikroorganizmusok, valamint vízhatlanságukat.
A szálak méretváltozása azonban a hőmérséklet és a páratartalom szélsőséges változásainak függvényében történik, bár a szálak 80 ° C-ig ellenállnak.
Alkalmazások
A cellulóz-acetátnak számos felhasználása van, ideértve a következőket:
- Membránok műanyag, papír és karton tárgyak gyártásához. A cellulóz-acetát kémiai adalékanyagának közvetett hatását írják le, amikor a csomagolásban élelmiszerekkel érintkezik.
- Az egészségügyi területen membránként alkalmazzák, amelynek vérkapilláris átmérőjű lyukak vannak, hengeres eszközökbe ágyazva, amelyek elvégzik a mesterséges vese vagy a hemodialízis berendezés funkcióját.
- A művészeti és filmiparban, amikor vékony filmként használják moziban, fényképészetben és mágnesszalagokban.
- A múltban a textiliparban használták szálakként különféle szövetek - például műselyem, szatén, acetát és triacetát - készítésére. Míg divatos volt, az olcsón, fényességén és szépségén, amelyet a ruházatnak adott ki, tűnt ki.
- Az autóiparban motorok és alváz alkatrészek gyártásához különféle típusú járművekhez.
- A repülés területén a repülőgépek szárnyainak lefedése a háború idején.
- Széles körben használják tudományos és kutatási laboratóriumokban is. Általában porózus szűrők gyártásánál használják cellulóz-acetát membránok hordozójaként az elektroforézis vagy az ozmotikus cserefutás végrehajtásához.
- Szivarszűrő-tartályok, elektromos kábelek, lakkok és lakkok gyártására használják, sok más felhasználás mellett.
Irodalom
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. és Fischer, K. (2008), Cellulóz-acetát tulajdonságai és alkalmazásai. Macromol. Symp., 262, 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Encyclopedia Britannica. Cellulóz-nitrát. Beolvasva: 2018. április 30-án, a következő helyről: britannica.com
- Országos Biotechnológiai Információs Központ. Pubchem. (2018). Visszakeresve: 2018. április 30-án, a következő helyről: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. Cellulóz-acetát. Visszakeresve: 2018. május 2-án, a következő címről: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. Progel. Visszakeresve: 2018. május 2-án, az iacinternacional.com.ar webhelyről
- Alibaba. (2018). Membránszűrők. Letöltve: 2018. május 2-án, a spanish.alibaba.com webhelyről
- Ryan H. (2016. március 23.). 21 fényes piros / piros.. Beolvasva: 2018. május 2-án, a következő helyről: flickr.com
- Mnolf. (2006. április 4). Elektroforézis gél.. Visszakeresve: 2018. május 02-én, a következő helyről: es.wikipedia.org