Den celluloseacetat er en organisk og syntetisk forbindelse som kan oppnås i fast skjema som flak, flak eller hvitt pulver. Dens molekylformel er C 76 H 114 O 49 . Det er produsert av råmaterialet oppnådd fra planter: cellulose, som er et homopolysakkarid.
Celluloseacetat ble produsert for første gang i Paris i 1865 av Paul Schützenberger og Laurent Naudin, etter acetylering av cellulose med eddiksyreanhydrid (CH 3 CO - O - COCH 3 ). Dermed oppnådde de en av de viktigste celluloseestere gjennom tidene.
I henhold til disse egenskapene er polymeren bestemt til fremstilling av plast for kinematografi, fotografering og tekstilområdet, der den hadde sin store bom.
Den brukes til og med i bilindustrien og luftfartsindustrien, i tillegg til at den er veldig nyttig i kjemi og forskningslaboratorier generelt.
Kjemisk struktur
Det øvre bildet representerer strukturen til cellulosetriacetat, en av de acetylerte formene av denne polymeren.
Hvordan forklares denne strukturen? Det forklares fra cellulose, som består av to pyranøse ringer med glukoser forbundet med glukosidiske bindinger (R - O - R), mellom karbon 1 (anomer) og 4.
Disse glykosidbindingene er av typen 1 -> 4; det vil si, de er i det samme planet av ringen i forhold til gruppen -CH 2 OCOCH 3 . Derfor beholder dens acetatester det samme organiske skjelettet.
Hva ville skje hvis OH-gruppene ved 3-karbon cellulosetriacetat ble acetylert? Den steriske (romlige) spenningen i strukturen vil øke. Dette er fordi –OCOCH 3- gruppen vil "kollidere" med tilstøtende glukosegrupper og ringer.
Imidlertid oppnås etter denne reaksjon celluloseacetatbutyrat, produktet oppnådd med den høyeste grad av acetylering og hvis polymer er enda mer fleksibel.
Forklaringen på denne fleksibiliteten er eliminering av den siste OH-gruppen og derfor av hydrogenbindingene mellom polymerkjedene.
Faktisk er den originale cellulosen i stand til å danne mange hydrogenbindinger, og eliminering av disse er bæreren som forklarer endringene i dens fysisk-kjemiske egenskaper etter acetylering.
Dermed skjer acetylering først på de mindre sterisk hindrede OH-gruppene. Når konsentrasjonen av eddiksyreanhydrid øker, erstattes flere H-grupper.
Som et resultat, selv om disse -OCOCH 3- gruppene øker vekten av polymeren, er deres intermolekylære interaksjoner mindre sterke enn hydrogenbindinger, "bøyer" og herder cellulosen på samme tid.
Å skaffe
Produksjonen av den betraktes som en enkel prosess. Cellulose ekstraheres fra massen av tre eller bomull, som blir utsatt for hydrolysereaksjoner under forskjellige tids- og temperaturbetingelser.
Cellulose reagerer med eddiksyreanhydrid i et svovelsyremedium, som katalyserer reaksjonen.
På denne måten blir cellulose nedbrutt og en mindre polymer oppnådd som inneholder 200 til 300 glukoseenheter for hver polymerkjede, idet hydroksylen i cellulose erstattes av acetatgrupper.
Sluttresultatet av denne reaksjonen er et hvitt, fast produkt, som kan ha konsistensen av pulver, flak eller klumper. Fra dette kan fibrene lages ved å føre den gjennom porene eller hullene i et medium med varm luft og fordampe løsningsmidlene.
Gjennom disse komplekse prosessene oppnås forskjellige typer celluloseacetat, avhengig av acetyleringsgraden.
Fordi cellulose har glukose som sin monomere strukturelle enhet - som har 3 OH-grupper, som er de som kan acetyleres-, di, tri eller til og med butyratacetater oppnås. Disse -OCOCH 3- gruppene er ansvarlige for noen av dens egenskaper.
Egenskaper
Celluloseacetat har et smeltepunkt på 306 ° C, en tetthet som varierer fra 1,27 til 1,34, og har en omtrentlig molekylvekt på 1811,699 g / mol.
Det er uoppløselig i forskjellige organiske komponenter som aceton, cykloheksanol, etylacetat, nitropropan og etylendiklorid.
Av produktene som inneholder celluloseacetat, verdsettes fleksibilitet, hardhet, motstand mot trekkraft, og blir ikke angrepet av bakterier eller mikroorganismer og deres impermeabilitet for vann.
Imidlertid presenterer fibrene dimensjonsendringer i henhold til ekstreme variasjoner i temperatur og fuktighet, selv om fibrene motstår temperaturer opp til 80 ° C.
applikasjoner
Celluloseacetat finner mange bruksområder, inkludert følgende:
- Membraner for fremstilling av gjenstander av plast, papir og papp. En indirekte effekt av et kjemisk tilsetningsstoff av celluloseacetat blir beskrevet når det er i kontakt med mat i emballasjen.
- På helseområdet brukes den som membraner med hull i diameteren på blodkapillærene, innebygd i sylindriske innretninger som oppfyller funksjonen til en kunstig nyre- eller hemodialyseutstyr.
- Innenfor kunst- og filmindustrien, når de brukes som tynne filmer for kino, fotografering og magnetbånd.
- I tidligere tider ble det brukt i tekstilindustrien, som fibre for å lage forskjellige stoffer som rayon, satin, acetat og triacetat. Mens det var på moten, skilte det seg ut for de lave kostnadene, for lysstyrken og skjønnheten det ga klærne.
- I bilindustrien, for produksjon av motor- og chassisdeler for forskjellige typer kjøretøy.
- Innen luftfart, for å dekke vingene til fly i krigens tider.
- Det er også mye brukt i vitenskapelige og forskningslaboratorier. Det brukes vanligvis ved fremstilling av porøse filtre som en støtte for celluloseacetatmembraner for å utføre elektroforese eller osmotisk utveksling.
- Det brukes til fremstilling av sigarettfilterbeholdere, elektriske kabler, lakk og lakk, blant mange andre bruksområder.
referanser
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. og Fischer, K. (2008), Properties and Applications of Cellulose Acetate. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Encyclopedia Britannica. Cellulose Nitrat. Hentet 30. april 2018, fra: britannica.com
- Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. Pubchem. (2018). Hentet 30. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- US National Library of Medicine. Celluloseacetat. Hentet 2. mai 2018, fra: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. PROGEL. Hentet 2. mai 2018, fra: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Membranfiltre. Hentet 2. mai 2018, fra: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (23. mars 2016). 21 knallrød / rød .. Hentet 2. mai 2018, fra: flickr.com
- Mnolf. (4. april 2006). Elektroforesegel. . Hentet 2. mai 2018, fra: es.wikipedia.org