Celulozes acetāts ir organisks un sintētisks savienojums, kas var tikt iegūts, cietā veidā, kā pārslas, plēkšņu vai baltu pulveri. Tā molekulārā formula ir C 76 H 114 O 49 . To ražo no izejvielām, kas iegūtas no augiem: celulozes, kas ir homopolisaharīds.
Pēc celulozes acetilēšanas ar etiķskābes anhidrīdu (CH 3 CO - O - COCH 3 ) celulozes acetātu pirmo reizi Parīzē ražoja 1865. gadā Pauls Šitzenbergers un Laurents Naudins . Tādējādi viņi ieguva vienu no visu laiku vissvarīgākajiem celulozes esteriem.
Saskaņā ar šīm īpašībām polimērs ir paredzēts plastmasas ražošanai kinematogrāfijas, fotografēšanas un tekstilizstrādājumu jomā, kur tam bija liels uzplaukums.
To izmanto pat autobūves un aeronautikas rūpniecībā, kā arī tas ir ļoti noderīgs ķīmijas un pētniecības laboratorijās.
Ķīmiskā struktūra
Augšējais attēls attēlo celulozes triacetāta struktūru, kas ir viena no šī polimēra acetilētajām formām.
Kā tiek skaidrota šī struktūra? Tas izskaidrots no celulozes, kas sastāv no diviem gredzenu pirātiskiem gredzeniem, kas savienoti ar glikozīdiskām saitēm (R - O - R) starp oglekli 1 (anomēru) un 4.
Šīs glikozīdiskās saites ir β1 -> 4; tas ir, tie ir vienā un tajā pašā plaknē gredzens attiecībā uz grupu -CH 2 OCOCH 3 . Tāpēc tā acetāta esteris saglabā to pašu organisko skeletu.
Kas notiktu, ja OH grupas pie celulozes triacetāta 3-oglekļa atomiem būtu acetilētas? Stratiskais (telpiskais) spriedze tās struktūrā palielinātos. Tas notiek tāpēc, ka –OCOCH 3 grupa “saduras” ar blakus esošajām glikozes grupām un gredzeniem.
Tomēr pēc šīs reakcijas tiek iegūts celulozes acetāta butirāts, produkts, kas iegūts ar visaugstāko acetilēšanas pakāpi un kura polimērs ir vēl elastīgāks.
Šīs elastības izskaidrojums ir pēdējās OH grupas un līdz ar to ūdeņraža saišu starp polimēru ķēdēm likvidēšana.
Faktiski sākotnējā celuloze spēj veidot daudzas ūdeņraža saites, un to likvidēšana ir balsts, kas izskaidro tā fizikāli ķīmisko īpašību izmaiņas pēc acetilēšanas.
Tādējādi acetilēšana vispirms notiek mazāk sterili kavētajās OH grupās. Palielinoties etiķskābes anhidrīda koncentrācijai, tiek aizstātas vairāk H grupas.
Tā rezultātā, lai gan šie -OCOCH 3 grupām palielināt polimēra masu, to bezgalīgās mijiedarbība ir mazāk spēcīgas nekā ūdeņraža saites, "lieces" un sacietēšanas celulozes, tajā pašā laikā.
Iegūšana
Tās izgatavošana tiek uzskatīta par vienkāršu procesu. Celulozi ekstrahē no koksnes vai kokvilnas celulozes, kas dažādos laika un temperatūras apstākļos tiek pakļauta hidrolīzes reakcijai.
Celuloze reaģē ar etiķskābes anhidrīdu sērskābes vidē, kas katalizē reakciju.
Šādā veidā celuloze tiek sadalīta un iegūst mazāku polimēru, kas satur 200 līdz 300 glikozes vienības katrā polimēra ķēdē, celulozes hidroksilu aizvietojot ar acetāta grupām.
Šīs reakcijas rezultāts ir balts, ciets produkts, kam var būt pulvera, pārslu vai gabaliņu konsistence. No tā var izgatavot šķiedras, izlaižot tās caur porām vai caurumiem barotnē ar karstu gaisu, iztvaicējot šķīdinātājus.
Šajos sarežģītajos procesos atkarībā no acetilācijas pakāpes iegūst dažāda veida celulozes acetātu.
Sakarā ar to, ka celulozes monomēriskajā struktūrvienībā ir glikoze, kurā ir 3 OH grupas, kuras var būt acetilētas, tiek iegūti di, tri vai pat butirāta acetāti . Šīs -OCOCH 3 grupas ir atbildīgas par dažiem no tā īpašības.
Īpašības
Celulozes acetāta kušanas temperatūra ir 306 ° C, blīvums ir no 1,27 līdz 1,34, un tā aptuvenā molekulmasa ir 1811,699 g / mol.
Tas nešķīst dažādos organiskos komponentos, piemēram, acetonā, cikloheksanolā, etilacetātā, nitropropānā un etilēna dihlorīdā.
No produktiem, kas satur celulozes acetātu, tiek novērtēta elastība, cietība, izturība pret vilkšanu, tos neuzbrūk baktērijas vai mikroorganismi un to ūdensnecaurlaidība.
Tomēr šķiedru izmēru izmaiņas mainās atbilstoši ārkārtējām temperatūras un mitruma svārstībām, kaut arī šķiedras iztur temperatūru līdz 80 ° C.
Lietojumprogrammas
Celulozes acetātam ir daudz lietojumu, tostarp šādi:
- membrānas plastmasas, papīra un kartona priekšmetu ražošanai. Aprakstīta celulozes acetāta ķīmiskās piedevas netiešā iedarbība, nonākot saskarē ar pārtiku iesaiņojumā.
- Veselības jomā to izmanto kā membrānas ar caurumiem ar asins kapilāru diametru, kas iestrādātas cilindriskās ierīcēs, kas pilda mākslīgās nieres vai hemodialīzes iekārtas funkcijas.
- Mākslas un filmu industrijā, kad tās izmanto kā plānas filmas kino, fotogrāfijai un magnētiskajām lentēm.
- Iepriekšējos laikos to izmantoja tekstilrūpniecībā kā šķiedras dažādu audumu, piemēram, viskozes, satīna, acetāta un triacetāta, izgatavošanai. Kamēr tas bija modē, tas izcēlās ar zemām izmaksām, spilgtumu un skaistumu, ko tas piešķīra apģērbiem.
- Automobiļu rūpniecībā dažādu veidu transportlīdzekļu motoru un šasiju ražošanai.
- Aeronautikas jomā kara laikā apsegt lidmašīnu spārnus.
- To plaši izmanto arī zinātnes un pētniecības laboratorijās. Parasti to izmanto porainu filtru ražošanā kā celulozes acetāta membrānu atbalstu elektroforēzes vai osmotiskās apmaiņas veikšanai.
- To izmanto daudzos citos gadījumos cigarešu filtru trauku, elektrisko kabeļu, laku un laku ražošanā.
Atsauces
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. un Fischer, K. (2008), Celulozes acetāta īpašības un pielietojums. Makromols. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Enciklopēdija Britannica. Celulozes nitrāts. Saņemts 2018. gada 30. aprīlī no: britannica.com
- Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. PubChem. (2018). Saņemts 2018. gada 30. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. Celulozes acetāts. Saņemts 2018. gada 2. maijā no: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International. PROGEL. Saņemts 2018. gada 2. maijā no: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Membrānas filtri. Saņemts 2018. gada 2. maijā no: spanish.alibaba.com
- Raiens H. (2016. gada 23. marts). 21 spilgti sarkans / sarkans .. Saņemts 2018. gada 2. maijā no: flickr.com
- Mnolfs. (2006. gada 4. aprīlis). Elektroforēzes gēls. . Saņemts 2018. gada 2. maijā no: es.wikipedia.org