Kemijska struktura, svojstva i upotreba celuloznog acetata



acetat celuloze je organski i sintetski spoj koji se može dobiti u krutom stanju kao pahuljice, pahuljice ili bijeli prah. Njegova molekularna formula je C76H114O49. Načinjen je od sirovine dobivene iz biljaka: celuloze, koja je homopolisaharid.

Celulozni acetat je prvi put proizveden u Parizu, 1865. godine Paul Schützenberger i Laurent Naudin, nakon acetiliranja celuloze s octenim anhidridom (CH3CO-O-COCH3). Dobili su jedan od najvažnijih estera celuloze svih vremena.

Prema tim karakteristikama polimer je namijenjen proizvodnji plastike za područje kinematografije, fotografije i tekstilnog područja, gdje je imao veliki trenutak buma.

Koristi se čak iu automobilskoj i zrakoplovnoj industriji, te je vrlo korisna u kemijskim i istraživačkim laboratorijima općenito.

indeks

  • 1 Kemijska struktura
  • 2 Dobivanje
  • 3 Svojstva
  • 4 Upotreba
  • 5 Reference

Kemijska struktura

Struktura celuloznog triacetata, jednog od acetiliranih oblika ovog polimera, prikazana je na gornjoj slici..

Kako se ta struktura objašnjava? To se objašnjava iz celuloze koja se sastoji od dva piranoska prstena glukoza povezanih glikozidnim vezama (-R-O-R), između ugljika 1 (anomerna) i 4.

Ove glikozidne veze su tipa β1-> 4; to jest, oni su u istoj ravnini kao i prsten u odnosu na skupinu -CH2OCOCH3. Stoga, vaš acetatni ester zadržava isti organski kostur.

Što bi se dogodilo ako bi OH skupine u 3 ugljika celuloznog triacetata bile acetilirane? To bi povećalo steričku (prostornu) napetost u njezinoj strukturi. To je zato što skupina -OCOCH3 "Collide" sa susjednim skupinama i glukoznim prstenovima.

Međutim, nakon ove reakcije dobiva se acetat butirat celuloze, proizvod dobiven s najvišim stupnjem acetilacije i čiji je polimer još fleksibilniji..

Objašnjenje za ovu fleksibilnost je eliminacija posljednje OH skupine i, stoga, vodikovih veza između polimernih lanaca.

Zapravo, originalna celuloza je sposobna formirati mnoge vodikove veze, a njihovo uklanjanje je potpora koja objašnjava promjene svojih fizičko-kemijskih svojstava nakon acetilacije..

Prema tome, acetiliranje se javlja prvo u manje sterički ometenim OH skupinama. Kako se povećava koncentracija anhidrida octene kiseline, zamjenjuje se više H skupina.

Kao rezultat, dok ove skupine -OCOCH3 povećavaju težinu polimera, njihove intermolekularne interakcije su manje jake od vodikovih veza, "fleksibilizirajući" i istovremeno stvrdnjavajući celulozu.

dobivanje

Njegova proizvodnja se smatra jednostavnim procesom. Celuloza se ekstrahira iz pulpe drva ili pamuka koja je podvrgnuta reakcijama hidrolize pod različitim vremenskim i temperaturnim uvjetima..

Celuloza reagira s anhidridom octene kiseline u mediju sumporne kiseline, što katalizira reakciju.

Na taj način celuloza se razgrađuje i dobiva se manji polimer koji sadrži 200 do 300 jedinica glukoze po lancu polimera, pri čemu se hidroksil celuloze zamjenjuje s acetatnim skupinama..

Krajnji rezultat ove reakcije je bijeli kruti produkt, koji može imati konzistenciju praha, vage ili grudice. Od toga se vlakna mogu razraditi, propuštajući ih kroz pore ili rupe u mediju s vrućim zrakom, isparavajući otapala.

Kroz ove složene procese dobiva se nekoliko tipova celuloznog acetata, ovisno o stupnju acetilacije.

Budući da celuloza ima monomernu strukturnu jedinicu glukoze, koja ima 3 OH skupine, koje su one koje mogu biti acetilirane, dobivaju se di, tri ili čak acetati butirata. Ove skupine -OCOCH3 odgovorni su za neka od njihovih svojstava.

nekretnine

Celulozni acetat ima točku taljenja 306 ° C, gustoću u rasponu od 1,27 do 1,34, i ima približnu molekularnu težinu od 1811,699 g / mol..

Netopljiv je u nekoliko organskih komponenti kao što su aceton, cikloheksanol, etilacetat, nitropropan i etilen diklorid.

Proizvodi koji sadrže fleksibilnost, tvrdoću, čvrstoću, čvrstoću, otpornost na celulozni acetat, a ne bakterije ili mikroorganizme i njihovu nepropusnost za vodu.

Međutim, vlakna imaju dimenzijske promjene ovisno o ekstremnim varijacijama temperature i vlažnosti, iako vlakna odolijevaju temperaturama do 80 ° C.

aplikacije

Celulozni acetat pronalazi mnoge primjene, među kojima se ističu:

- Membrane za proizvodnju predmeta od plastike, papira i kartona. Neposredni učinak kemijskog aditiva celuloznog acetata je opisan kada je u kontaktu s hranom u pakiranju.

- U zdravstvenom području koristi se kao membrane s rupama promjera kapilara, ugrađene u cilindrične uređaje koji ispunjavaju funkciju umjetnog bubrega ili opreme za hemodijalizu..

- U umjetničkoj i filmskoj industriji, kada se koristi kao tanak film za filmove, fotografiju i magnetne vrpce.

- U prošlosti se u tekstilnoj industriji koristila kao vlakna za izradu različitih tkanina kao što su rajon, saten, acetat i triacetat. Iako je to bilo moderno, isticalo se niskom cijenom, sjajnošću i ljepotom koju je dala odjeći.

- U automobilskoj industriji, za proizvodnju dijelova motora i šasija različitih tipova vozila.

- U području aeronautike, u vrijeme rata obložiti krila zrakoplova.

- Također se naširoko koristi u znanstvenim laboratorijima i istraživanjima. Općenito se koristi u proizvodnji poroznih filtera, kao potpora membranama celuloznog acetata za provođenje elektroforeze ili osmotske izmjene.

- Koristi se u proizvodnji kontejnera za filter cigarete, električnih kablova, lakova i lakova, među mnogim drugim namjenama.

reference

  1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. i Fischer, K. (2008), Svojstva i primjena celuloznog acetata. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Encyclopedia Britannica. Nitrat celuloze. Preuzeto 30. travnja 2018., s adrese: britannica.com
  3. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. Pubchem. (2018.). Preuzeto 30. travnja 2018., iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. US Nacionalna medicinska knjižnica. Celulozni acetat. Preuzeto 2. svibnja 2018. od: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC International. PROGEL. Preuzeto 2. svibnja 2018., iz: iacinternacional.com.ar
  6. Alibi. (2018.). Membranski filtri. Preuzeto 2. svibnja 2018. s adrese: spanish.alibaba.com
  7. Ryan H. (23. ožujka 2016.). 21 Svijetlo crvena / crvena. Preuzeto 2. svibnja 2018. s adrese: flickr.com
  8. Mnolf. (4. travnja 2006.) Gel za elektroforezu. [Slika]. Preuzeto 2. svibnja 2018. s adrese: en.wikipedia.org