Acetat de celuloză este un compus organic și de sinteză care pot fi obținute în stare solidă sub formă sub formă de solzi, fulgi sau pudră albă. Formula sa moleculara este C 76 H 114 O 49 . Este fabricat din materia primă obținută din plante: celuloză, care este un omopolizaharid.
Acetatul de celuloză a fost fabricat pentru prima dată la Paris în 1865 de către Paul Schützenberger și Laurent Naudin, după acetilarea celulozei cu anhidridă acetică (CH 3 CO - O - COCH 3 ). Astfel, au obținut unul dintre cei mai importanți esteri de celuloză din toate timpurile.
Conform acestor caracteristici, polimerul este destinat fabricării de materiale plastice pentru domeniul cinematografiei, fotografiei și în zona textilă, unde a avut un puternic avânt.
Este chiar utilizat în industria auto și aeronautică, fiind foarte util în laboratoarele de chimie și cercetare în general.
Structura chimică
Imaginea superioară reprezintă structura triacetatului de celuloză, una dintre formele acetilate ale acestui polimer.
Cum se explică această structură? Este explicat din celuloză, care constă din două inele piramidale de glucoză legate prin legături glucozidice (R - O - R), între carbuni 1 (anomerici) și 4.
Aceste legături glicozidice sunt de tipul β 1 -> 4; adică, ele sunt în același plan al inelului în raport cu gruparea -CH 2 OCOCH 3 . Prin urmare, esterul său de acetat păstrează același schelet organic.
Ce s-ar întâmpla dacă grupările OH la 3-carboni de triacetat de celuloză ar fi acetilați? Tensiunea sterică (spațială) din structura sa ar crește. Acest lucru se datorează faptului că gruparea –OCOCH 3 s-ar „ciocni” cu grupurile și inelele de glucoză vecine.
Cu toate acestea, după această reacție, se obține butirat de acetat de celuloză, produsul obținut cu cel mai mare grad de acetilare și al cărui polimer este și mai flexibil.
Explicația acestei flexibilități este eliminarea ultimei grupe OH și, prin urmare, a legăturilor de hidrogen dintre lanțurile polimerice.
De fapt, celuloza inițială este capabilă să formeze multe legături de hidrogen, iar eliminarea acestora este suportul care explică modificările proprietăților fizico-chimice după acetilare.
Astfel, acetilarea are loc mai întâi pe grupele OH mai puțin împiedicate steric. Pe măsură ce concentrația de anhidridă acetică crește, mai multe grupe H sunt înlocuite.
Ca urmare, deși aceste grupe -OCOCH 3 cresc greutatea polimerului, interacțiunile lor intermoleculare sunt mai puțin puternice decât legăturile de hidrogen, „flexând” și întărind celuloza în același timp.
Obținerea
Fabricarea sa este considerată un proces simplu. Celuloza este extrasă din pulpa de lemn sau bumbac, care este supusă reacțiilor de hidroliză în diferite condiții de timp și temperatură.
Celuloza reacționează cu anhidrida acetică într-un mediu cu acid sulfuric, care catalizează reacția.
În acest fel, celuloza este degradată și se obține un polimer mai mic care conține 200 până la 300 de unități de glucoză pentru fiecare lanț de polimeri, hidroxilul celulozei fiind înlocuit cu grupări de acetat.
Rezultatul final al acestei reacții este un produs solid alb, care poate avea consistența pulberii, fulgilor sau bulgarelor. Din aceasta, fibrele pot fi realizate, trecând-o prin pori sau găuri într-un mediu cu aer cald, evaporând solvenții.
Prin aceste procese complexe, se obțin diferite tipuri de acetat de celuloză, în funcție de gradul de acetilare.
Datorită faptului că celuloza are glucoză ca unitate structurală monomerică - care are 3 grupe OH, care sunt cele care pot fi acetilate -, se obțin acetati di, tri, sau chiar butirat . Aceste grupuri -OCOCH 3 sunt responsabile pentru unele dintre proprietățile sale.
Proprietăți
Acetatul de celuloză are un punct de topire de 306 ° C, o densitate care variază de la 1,27 la 1,34 și are o greutate moleculară aproximativă de 1811,699 g / mol.
Este insolubil în diferite componente organice precum acetonă, ciclohexanol, acetat de etil, nitropropan și diclorură de etilenă.
Dintre produsele care conțin acetat de celuloză, sunt apreciate flexibilitatea, duritatea, rezistența la tracțiune, nefiind atacate de bacterii sau microorganisme și de impermeabilitatea lor la apă.
Cu toate acestea, fibrele prezintă modificări dimensionale în funcție de variații extreme ale temperaturii și umidității, deși fibrele rezistă la temperaturi de până la 80 ° C.
Aplicații
Acetatul de celuloză găsește multe utilizări, inclusiv următoarele:
- Membrane pentru fabricarea obiectelor din plastic, hârtie și carton. Un efect indirect al unui aditiv chimic al acetatului de celuloză este descris atunci când este în contact cu alimentele din ambalajul său.
- În zona de sănătate este utilizat ca membrane cu găuri cu diametrul capilarelor sanguine, încorporate în dispozitive cilindrice care îndeplinesc funcția de rinichi artificial sau echipament de hemodializă.
- În cadrul industriei de artă și film, când sunt utilizate ca filme subțiri pentru cinematograf, fotografie și benzi magnetice.
- În vremurile trecute a fost utilizat în industria textilă, ca fibre pentru a realiza diferite țesături, cum ar fi raion, satin, acetat și triacetat. În timp ce era la modă, s-a remarcat pentru costul redus, pentru luminozitatea și pentru frumusețea pe care o dădea veșmintelor.
- În industria auto, pentru fabricarea de piese pentru motoare și șasiu pentru diferite tipuri de vehicule.
- În domeniul aeronauticii, pentru a acoperi aripile avioanelor în timp de război.
- Este de asemenea utilizat pe scară largă în laboratoare științifice și de cercetare. Este utilizat în general la fabricarea filtrelor poroase, ca suport pentru membranele de acetat de celuloză pentru a efectua electroforeza sau schimbul osmotic.
- Este utilizat la fabricarea containerelor pentru filtrul de țigară, cabluri electrice, lacuri și lacuri, printre multe alte utilizări.
Referințe
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. și Fischer, K. (2008), Proprietăți și aplicații ale acetatului de celuloză. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Enciclopedia Britannica. Nitrat de celuloză. Preluat pe 30 aprilie 2018, de pe: britannica.com
- Centrul Național de Informații Biotehnologice. Extract. (2018). Preluat pe 30 aprilie 2018, de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Biblioteca Națională de Medicină din SUA. Acetat de celuloza. Preluat pe 2 mai 2018, de la: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. PROGEL. Preluat pe 2 mai 2018, de pe: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Filtre cu membrană. Preluat pe 02 mai 2018, de pe: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (23 martie 2016). 21 Roșu aprins / Roșu .. Preluat pe 2 mai 2018, de pe: flickr.com
- Mnolf. (4 aprilie 2006). Gel de electroforeză. . Preluat pe 02 mai 2018, de la: es.wikipedia.org