Acetát celulózy je organická a syntetické sloučeniny, které mohou být získány v pevné formě jako jsou vločky, vločky nebo bílého prášku. Jeho molekulární vzorec je C 76 H 114 O 49. Vyrábí se ze suroviny získané z rostlin: celulózy, což je homopolysacharid.
Acetát celulózy byl poprvé vyroben v Paříži v roce 1865 Paul Schützenberger a Laurent Naudin, po acetylaci celulózy acetanhydridem (CH 3 CO - O - COCH 3). Získali tak jeden z nejdůležitějších esterů celulózy všech dob.
Podle těchto charakteristik je polymer určen k výrobě plastů pro oblast kinematografie, fotografie a textilní oblasti, kde měl velký rozmach.
Používá se dokonce i v automobilovém a leteckém průmyslu a je velmi užitečný obecně v chemických a výzkumných laboratořích.
Chemická struktura
Horní obrázek představuje strukturu triacetátu celulózy, jedné z acetylovaných forem tohoto polymeru.
Jak je tato struktura vysvětlena? Vysvětluje se to z celulózy, která se skládá ze dvou pyranózních kruhů glukózy spojených glukosidickými vazbami (R - O - R), mezi uhlíky 1 (anomerní) a 4.
Tyto glykosidické vazby jsou typu p1 -> 4; to znamená, že jsou ve stejné rovině kruhu vzhledem ke skupině -CH 2 OCOCH 3. Jeho acetátový ester si proto zachovává stejný organický skelet.
Co by se stalo, kdyby byly OH skupiny na 3-uhlících triacetátu celulózy acetylovány? Stérické (prostorové) napětí v jeho struktuře by se zvýšilo. Je to proto, že skupina –OCOCH 3 by se „ srazila “ se sousedními glukózovými skupinami a kruhy.
Po této reakci se však získá acetát butyrát celulózy, produkt získaný s nejvyšším stupněm acetylace a jehož polymer je ještě flexibilnější.
Vysvětlení této flexibility je eliminace poslední skupiny OH, a tedy i vodíkových vazeb mezi polymerními řetězci.
Ve skutečnosti je původní celulóza schopna vytvářet mnoho vodíkových vazeb a jejich eliminace je podpora, která vysvětluje změny jejích fyzikálně-chemických vlastností po acetylaci.
K acetylaci tedy dochází nejprve na méně stericky bráněných OH skupinách. Se zvyšující se koncentrací anhydridu kyseliny octové se nahradí více skupin H.
V důsledku toho, i když tyto -OCOCH 3 skupiny zvýšit hmotnost polymeru, jejich mezimolekulární interakce jsou slabší než vodíkových vazeb, „ohýbání“ a vytvrzení celulózu zároveň.
Získání
Jeho výroba je považována za jednoduchý proces. Celulóza se extrahuje z buničiny ze dřeva nebo bavlny, která je podrobena hydrolytickým reakcím za různých podmínek času a teploty.
Celulóza reaguje s anhydridem kyseliny octové v prostředí kyseliny sírové, což katalyzuje reakci.
Tímto způsobem se celulóza degraduje a získá se menší polymer, který obsahuje 200 až 300 jednotek glukózy pro každý polymerní řetězec, přičemž hydroxyl celulózy je nahrazen acetátovými skupinami.
Konečným výsledkem této reakce je bílý pevný produkt, který může mít konzistenci prášku, vloček nebo hrudek. Z toho mohou být vlákna vyrobena průchodem póry nebo otvory v médiu s horkým vzduchem a odpařením rozpouštědel.
Prostřednictvím těchto komplexních procesů se získají různé typy acetátu celulózy, v závislosti na stupni acetylace.
Vzhledem k tomu, že celulóza má glukózu jako své monomerní strukturní jednotky -Která má 3 OH skupiny, které jsou ty, které mohou být acetylated-, di, tri nebo dokonce butyrátu acetáty látky. Tyto -OCOCH 3 skupiny jsou odpovědné za některé jeho vlastnosti.
Vlastnosti
Acetát celulózy má teplotu tání 306 ° C, hustotu v rozmezí 1,27 až 1,34 a přibližnou molekulovou hmotnost 1811,699 g / mol.
Je nerozpustný v různých organických složkách, jako je aceton, cyklohexanol, ethylacetát, nitropropan a ethylendichlorid.
Z produktů obsahujících acetát celulózy se oceňuje flexibilita, tvrdost, odolnost proti tahu, aniž by byly napadeny bakteriemi nebo mikroorganismy a jejich nepropustnost pro vodu.
Vlákna však vykazují rozměrové změny podle extrémních změn teploty a vlhkosti, i když vlákna odolávají teplotám až 80 ° C.
Aplikace
Acetát celulózy nachází mnoho použití, včetně následujících:
- Membrány pro výrobu plastových, papírových a lepenkových předmětů. Nepřímý účinek chemické přísady acetátu celulózy je popsán, když je ve styku s potravinami v obalu.
- V oblasti zdraví se používá jako membrány s otvory s průměrem krevních kapilár, které jsou zabudovány do válcových zařízení, které plní funkci umělého ledviny nebo hemodialýzy.
- V uměleckém a filmovém průmyslu, pokud se používá jako tenký film pro kino, fotografii a magnetické pásky.
- V minulosti se používal v textilním průmyslu jako vlákno k výrobě různých tkanin, jako je hedvábí, satén, acetát a triacetát. Zatímco to bylo v módě, vynikalo to nízkými náklady, jasem a krásou, kterou odevzdalo.
- V automobilovém průmyslu, na výrobu částí motorů a podvozků pro různé typy vozidel.
- V oblasti letectví pokrýt křídla letadel v dobách války.
- Používá se také ve vědeckých a výzkumných laboratořích. Obvykle se používá při výrobě porézních filtrů jako nosič membrán z acetátu celulózy k provádění elektroforézy nebo osmotické výměny.
- Používá se mimo jiné při výrobě cigaretových filtrů, elektrických kabelů, laků a laků.
Reference
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. a Fischer, K. (2008), Vlastnosti a aplikace acetátu celulózy. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Encyklopedie Britannica. Dusičnan celulózy. Citováno z 30. dubna 2018, z: britannica.com
- Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem. (2018). Citováno z 30. dubna 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Americká národní lékařská knihovna. Octan celulózy. Citováno z 2. května 2018, z: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. PROGEL. Citováno z 2. května 2018, z: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Membránové filtry. Citováno z 2. května 2018, z: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (23. března 2016). 21 jasně červená / červená.. Citováno z 2. května 2018, z: flickr.com
- Mnolf. (4. dubna 2006). Elektroforézní gel.. Citováno z 2. května 2018, z: es.wikipedia.org