Các cellulose acetate là một hợp chất hữu cơ và tổng hợp mà có thể thu được ở dạng rắn dạng như mảnh, mảnh hoặc bột trắng. Công thức phân tử của nó là C 76 H 114 O 49 . Nó được sản xuất từ nguyên liệu thu được từ thực vật: cellulose, là một homopolysaccharide.
Xenlulo axetat được sản xuất lần đầu tiên ở Paris vào năm 1865 bởi Paul Schützenberger và Laurent Naudin, sau khi axetyl hóa xenluloza bằng anhydrit axetic (CH 3 CO - O - COCH 3 ). Do đó, họ thu được một trong những este xenlulozơ quan trọng nhất mọi thời đại.
Theo những đặc điểm này, polyme được sử dụng để sản xuất nhựa cho lĩnh vực quay phim, nhiếp ảnh và trong lĩnh vực dệt may, nơi nó đã có sự phát triển vượt bậc.
Nó thậm chí còn được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không, cũng như rất hữu ích trong các phòng thí nghiệm hóa học và nghiên cứu nói chung.
Cấu tạo hóa học
Hình trên đại diện cho cấu trúc của cellulose triacetate, một trong những dạng acetyl hóa của polyme này.
Cấu trúc này được giải thích như thế nào? Nó được giải thích từ cellulose, bao gồm hai vòng pyratin của glucoza được liên kết với nhau bằng liên kết glucosidic (R - O - R), giữa các nguyên tử cacbon 1 (anomeric) và 4.
Các liên kết glycosidic này thuộc loại β 1 -> 4; nghĩa là chúng nằm trong cùng một mặt phẳng của vòng đối với nhóm -CH 2 OCOCH 3 . Do đó, este axetat của nó vẫn giữ nguyên khung xương hữu cơ.
Điều gì sẽ xảy ra nếu các nhóm OH ở 3 nguyên tử của xenlulozơ triacetat bị axetyl hoá? Lực căng steric (không gian) trong cấu trúc của nó sẽ tăng lên. Điều này là do nhóm –OCOCH 3 sẽ "va chạm" với các nhóm và vòng glucose lân cận.
Tuy nhiên, sau phản ứng này thu được xenlulozơ axetat butyrat, sản phẩm thu được có mức độ axetyl hoá cao nhất và polime của nó còn dẻo hơn.
Giải thích cho tính linh hoạt này là sự loại bỏ nhóm OH cuối cùng và do đó, của các liên kết hydro giữa các chuỗi polyme.
Trên thực tế, cellulose ban đầu có khả năng hình thành nhiều liên kết hydro, và việc loại bỏ chúng là sự hỗ trợ giải thích những thay đổi về đặc tính hóa lý của nó sau khi acetyl hóa.
Do đó, sự acetyl hóa xảy ra đầu tiên trên các nhóm OH ít bị cản trở hơn. Khi nồng độ của anhydrit axetic tăng, nhiều nhóm H bị thay thế.
Kết quả là, mặc dù các nhóm -OCOCH 3 này làm tăng trọng lượng của polyme, nhưng tương tác giữa các phân tử của chúng kém mạnh hơn so với liên kết hydro, đồng thời làm "uốn" và làm cứng xenlulo.
Thu được
Sản xuất nó được coi là một quá trình đơn giản. Xenluloza được chiết xuất từ bột giấy của gỗ hoặc bông, trải qua phản ứng thủy phân trong các điều kiện thời gian và nhiệt độ khác nhau.
Xenlulozơ phản ứng với anhiđrit axetic trong môi trường axit sunfuric, làm xúc tác phản ứng.
Bằng cách này, xenlulozơ bị phân huỷ và thu được một polyme nhỏ hơn chứa 200 đến 300 đơn vị glucozơ cho mỗi chuỗi polyme, hydroxyl của xenlulozơ được thay thế bằng nhóm axetat.
Kết quả cuối cùng của phản ứng này là một sản phẩm rắn màu trắng, có thể có dạng bột, mảnh hoặc cục. Từ đó, sợi có thể được tạo ra, bằng cách đưa nó qua các lỗ hoặc lỗ trong môi trường có không khí nóng, làm bay hơi dung môi.
Thông qua các quá trình phức tạp này, người ta thu được nhiều loại xenlulozo axetat, tùy thuộc vào mức độ axetyl hóa.
Vì xenlulozơ có glucozơ là đơn vị cấu tạo đơn phân của nó - trong đó có 3 nhóm OH, là những nhóm có thể được axetat axetyl hóa-, di, tri hoặc thậm chí butyrat . Các nhóm –OCOCH 3 này là nguyên nhân của một số thuộc tính của nó.
Tính chất
Xenlulozơ axetat có nhiệt độ nóng chảy là 306 ° C, mật độ nằm trong khoảng từ 1,27 đến 1,34 và có trọng lượng phân tử gần đúng là 1811,699 g / mol.
Nó không hòa tan trong các thành phần hữu cơ khác nhau như axeton, xyclohexanol, etyl axetat, nitropropan và etylen diclorua.
Trong số các sản phẩm có chứa cellulose acetate, độ mềm dẻo, độ cứng, khả năng chịu lực kéo được đánh giá cao, không bị vi khuẩn hoặc vi sinh vật tấn công và tính không thấm nước của chúng.
Tuy nhiên, các sợi thể hiện sự thay đổi kích thước theo sự thay đổi lớn của nhiệt độ và độ ẩm, mặc dù sợi chịu được nhiệt độ lên đến 80 ° C.
Các ứng dụng
Xenlulozơ axetat có nhiều cách sử dụng, bao gồm những cách sau:
- Màng để sản xuất các đồ vật bằng nhựa, giấy và bìa cứng. Tác động gián tiếp của phụ gia hóa học xenlulo axetat được mô tả khi chất này tiếp xúc với thực phẩm trong bao bì của nó.
- Trong lĩnh vực y tế, nó được sử dụng làm màng có lỗ có đường kính bằng đường kính của mao mạch máu, được nhúng vào các thiết bị hình trụ thực hiện chức năng của thận nhân tạo hoặc thiết bị chạy thận nhân tạo.
- Trong ngành nghệ thuật và điện ảnh, khi được sử dụng làm màng mỏng cho rạp chiếu phim, nhiếp ảnh và băng từ.
- Trong quá khứ, nó được sử dụng trong công nghiệp dệt, làm sợi để làm các loại vải khác nhau như rayon, sa tanh, axetat và triacetat. Mặc dù nó là thời trang, nó nổi bật vì giá thành rẻ, độ sáng và vẻ đẹp mà nó mang lại cho hàng may mặc.
- Trong công nghiệp ô tô, để sản xuất các bộ phận động cơ và khung gầm cho các loại xe.
- Trong lĩnh vực hàng không, để che cánh máy bay trong thời chiến tranh.
- Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm khoa học và nghiên cứu. Nó thường được sử dụng trong sản xuất bộ lọc xốp, như một giá đỡ cho màng xenlulo axetat để thực hiện quá trình điện di hoặc trao đổi thẩm thấu.
- Nó được sử dụng trong sản xuất hộp đựng đầu lọc thuốc lá, dây cáp điện, vecni và sơn mài, trong số nhiều công dụng khác.
Người giới thiệu
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. và Fischer, K. (2008), Tính chất và ứng dụng của cellulose axetat. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Bách khoa toàn thư Britannica. Xenlulozơ Nitrat. Được truy cập vào ngày 30 tháng 4 năm 2018, từ: britannica.com
- Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. PubChem. (2018). Được truy cập vào ngày 30 tháng 4 năm 2018, từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. Cellulose acetate. Được truy cập vào ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC quốc tế. CHUYÊN GIA. Được lấy vào ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Bộ lọc màng. Được lấy vào ngày 02 tháng 5 năm 2018, từ: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (ngày 23 tháng 3 năm 2016). 21 Đỏ tươi / Đỏ .. Truy cập ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: flickr.com
- Mnolf. (Ngày 4 tháng 4 năm 2006). Điện di gel. . Truy cập ngày 02 tháng 5 năm 2018, từ: es.wikipedia.org