Celluloseacetat Kemisk struktur, egenskaber og anvendelser



den celluloseacetat er en organisk og syntetisk forbindelse, der kan opnås i fast tilstand som flager, flager eller hvidt pulver. Dens molekylære formel er C76H114O49. Den er lavet af råmaterialet fra planter: cellulose, som er et homopolysaccharid.

Celluloseacetat blev først fremstillet i Paris, i 1865 af Paul Schützenberger og Laurent Naudin efter acetylering af cellulose med eddikesyreanhydrid (CH3CO-O-COCH3). De opnåede en af ​​de vigtigste celluloseestere af alle tider.

Ifølge disse egenskaber er polymeren bestemt til fremstilling af plast til film, fotografi og tekstilområdet, hvor den havde sit fantastiske øjeblik.

Det bruges selv i bilindustrien og luftfartsindustrien, og det er meget nyttigt i kemi og forskningslaboratorier generelt.

indeks

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Erhvervelse
  • 3 Egenskaber
  • 4 anvendelser
  • 5 referencer

Kemisk struktur

Strukturen af ​​cellulosetriacetatet, en af ​​de acetylerede former af denne polymer, er vist i det øvre billede..

Hvordan forklares denne struktur? Det forklares af cellulose, som består af to pyranoseringer af glukoser forbundet med glycosidbindinger (-R-O-R) mellem carbon 1 (anomer) og 4.

Disse glycosidbindinger er af p1 -> 4-typen; det vil sige, de er i samme plan som ringen med hensyn til gruppen -CH2OCOCH3. Derfor bevarer din acetatester det samme organiske skelet.

Hvad ville der ske, hvis OH-grupperne i de 3 carbonatomer i cellulosetriacetatet blev acetyleret? Det ville øge den steriske (rumlige) spænding i sin struktur. Dette er fordi gruppen -OCOCH3 "Collide" med nabogrupper og glukose ringe.

Efter denne reaktion opnås celluloseacetatbutyrat, men produktet opnås med den højeste grad af acetylering, og hvis polymer er endnu mere fleksibel.

Forklaringen på denne fleksibilitet er elimineringen af ​​den sidste OH-gruppe og derfor af hydrogenbindingerne mellem polymerkæderne.

Faktisk er den oprindelige cellulose i stand til at danne mange hydrogenbindinger, og elimineringen af ​​disse er støtten, der forklarer ændringerne af dens fysisk-kemiske egenskaber efter acetylering.

Således forekommer acetylering først i de mindre sterisk hindrede OH-grupper. Når koncentrationen af ​​eddikesyreanhydrid øges, erstattes flere H-grupper.

Som et resultat, mens disse grupper -OCOCH3 de øger polymerens vægt, deres intermolekylære interaktioner er mindre stærke end hydrogenbindingerne, "fleksibiliserer" og hærder cellulosen på samme tid.

opnå

Dens fremstilling betragtes som en simpel proces. Cellulose ekstraheres fra træmasse eller bomulds masse, som udsættes for hydrolysereaktioner under forskellige betingelser for tid og temperatur..

Cellulose reagerer med eddikesyreanhydrid i et svovlsyremedium, som katalyserer reaktionen.

På denne måde nedbrydes cellulosen, og der opnås en mindre polymer indeholdende 200 til 300 glukoseenheder pr. Polymerkæde, idet hydroxylen af ​​cellulosen erstattes af acetatgrupper.

Det endelige resultat af denne reaktion er et hvidt fast produkt, der kan have en pulver-, skala- eller klumpkoncentration. Herved kan fibrene uddybes, når de passerer gennem porer eller huller i et medium med varm luft, fordampes opløsningsmidlerne.

Gennem disse komplekse processer opnås flere typer celluloseacetat afhængigt af graden af ​​acetylering.

Fordi cellulose har monomer strukturelle enheder glucose, som har 3 OH grupper, som er dem, der kan acetyleres, opnås di, tri eller endog butyratacetater. Disse grupper -OCOCH3 er ansvarlige for nogle af deres egenskaber.

egenskaber

Celluloseacetat har et smeltepunkt på 306 ° C, en densitet i området fra 1,27 til 1,34 og har en omtrentlig molekylvægt på 1811.699 g / mol.

Det er uopløseligt i adskillige organiske komponenter, såsom acetone, cyclohexanol, ethylacetat, nitropropan og ethylendichlorid.

Produkter, der indeholder fleksibilitet af celluloseacetat, hårdhed, trækstyrke, må ikke angribes af bakterier eller mikroorganismer og deres uigennemtrængelighed over for vand.

Imidlertid har fibrene dimensionelle ændringer i overensstemmelse med ekstreme variationer af temperatur og fugtighed, selv om fibrene modstår temperaturer op til 80 ° C.

applikationer

Celluloseacetat finder mange anvendelser, blandt hvilke følgende skiller sig ud:

- Membraner til fremstilling af varer af plast, papir og karton. En indirekte effekt af kemisk additiv af celluloseacetat beskrives, når det er i kontakt med fødevarer i emballagen.

- På sundhedsområdet anvendes det som membraner med huller i diameteren af ​​blodkapillærerne, indlejret i cylindriske enheder, som opfylder funktionen af ​​en kunstig nyre- eller hæmodialyseudstyr.

- Indenfor kunst- og filmindustrien, når den bruges som tynde film til film, fotografering og magnetbånd.

- I fortiden blev det anvendt i tekstilindustrien som fibre til fremstilling af forskellige stoffer som rayon, satin, acetat og triacetat. Mens det var moderigtigt, stod det ud for dets lave omkostninger, for lysstyrken og den skønhed, den gav til tøj.

- I bilindustrien, til fremstilling af motordele og chassis af forskellige typer køretøjer.

- Inden for luftfartsområdet, til at belægge flyets vinger i krigstid.

- Det bruges også i videnskabelige laboratorier og forskning. Generelt anvendes den til fremstilling af porøse filtre som en understøtning for celluloseacetatmembraner til udførelse af elektroforese eller osmotisk udveksling.

- Den bruges til fremstilling af cigaretfilterbeholdere, elektriske kabler, lakker og lakker, blandt mange andre anvendelser.

referencer

  1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. og Fischer, K. (2008), Egenskaber og Anvendelser af Celluloseacetat. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Encyclopedia Britannica. Cellulose nitrat. Hentet den 30. april 2018, fra: britannica.com
  3. National Center for Bioteknologi Information. Pubchem. (2018). Hentet den 30. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. USA National Library of Medicine. Celluloseacetat. Hentet den 2. maj 2018, fra: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC International. PROGEL. Hentet den 2. maj 2018, fra: iacinternacional.com.ar
  6. Alibaba. (2018). Membranfiltre. Hentet den 2. maj 2018, fra: spanish.alibaba.com
  7. Ryan H. (23. marts 2016). 21 Bright Red / Red. [Figur]. Hentet den 2. maj 2018, fra: flickr.com
  8. Mnolf. (4. april 2006). Elektroforese gel. [Figur]. Hentet den 2. maj 2018, fra: en.wikipedia.org