Chemická struktura acetátové celulózy, vlastnosti a použití

acetát celulózy Termín "organická a syntetická sloučenina" je organická a syntetická sloučenina, kterou lze získat v pevném stavu jako vločky, vločky nebo bílý prášek. Jeho molekulární vzorec je C₇₆H₁₁₄O₄₉. Je vyroben 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 anhydridem kyseliny octové (CH₃CO-O-COCH₃). Získali jeden z nejdůležitějších esterů celulózy všech dob.

Podle těchto vlastností je polymer určen k výrobě plastů pro oblast kinematografie, fotografie a textilní oblasti, kde měl velký moment boomu.

Používá se i v automobilovém a leteckém průmyslu a je velmi užitečná v chemickém a výzkumném průmyslu obecně..

Index

• 1 Chemická struktura
• 2 Získání
• 3 Vlastnosti
• 4 Použití
• 5 Odkazy

Chemická struktura

Struktura triacetátu celulózy, jedné z acetylovaných forem tohoto polymeru, je znázorněna na horním obrázku..

Jak je tato struktura vysvětlena? Vysvětluje se z celulózy, která se skládá ze dvou pyranózových kruhů glukosy spojených glykosidovými vazbami (-R-O-R), mezi atomy uhlíku 1 (anomerní) a 4 atomy uhlíku..

Tyto glykosidické vazby jsou typu β1 -> 4; tj. jsou ve stejné rovině jako prstenec vzhledem ke skupině -CH₂OCOCH₃. Proto si acetátový ester zachovává stejnou organickou kostru.

Co by se stalo, kdyby se OH skupiny ve 3 uhlících triacetátu celulózy acetylovaly? To by zvýšilo sterické (prostorové) napětí v jeho struktuře. Je to proto, že skupina -OCOCH₃ "Srazit" se sousedními skupinami a kruhy glukózy.

Po této reakci se však získá acetátbutyrát celulózy, produkt získaný s nejvyšším stupněm acetylace a jehož polymer je ještě pružnější.

Vysvětlení této pružnosti je vyloučení poslední OH skupiny a tedy vodíkových vazeb mezi polymerními řetězci.

Původní celulóza je schopna tvořit mnoho vodíkových vazeb a jejich eliminace je podpora, která vysvětluje změny jejích fyzikálně-chemických vlastností po acetylaci.

Tak se acetylace vyskytuje nejprve v méně stericky bráněných OH skupinách. Jak se zvyšuje koncentrace anhydridu kyseliny octové, nahradí se více skupin H.

V důsledku toho, zatímco tyto skupiny -OCOCH₃ zvyšují hmotnost polymeru, jejich intermolekulární interakce jsou méně silné než vodíkové vazby, "flexibilizující" a tvrdnoucí celulózu současně.

Získání

Jeho výroba je považována za jednoduchý proces. Celulóza se extrahuje z buničiny ze dřeva nebo bavlny, která se podrobí hydrolytickým reakcím za různých podmínek času a teploty..

Celulóza reaguje s acetanhydridem v prostředí kyseliny sírové, která katalyzuje reakci.

Tímto způsobem se celulóza degraduje a získá se menší polymer obsahující 200 až 300 glukózových jednotek na polymerní řetězec, přičemž hydroxylová skupina celulózy je nahrazena acetátovými skupinami..

Konečným výsledkem této reakce je bílý pevný produkt, který může mít konzistenci prášku, šupin nebo hrudky. Z toho mohou být vlákna zpracovávána při průchodu póry nebo otvory v médiu horkým vzduchem a odpařováním rozpouštědel.

Prostřednictvím těchto komplexních procesů se získá několik typů acetátu celulózy v závislosti na stupni acetylace.

Protože celulóza má monomerní strukturní jednotku glukózy, která má 3 OH skupiny, které jsou ty, které mohou být acetylované, di, tri nebo dokonce butyrát acetáty. Tyto skupiny -OCOCH₃ jsou odpovědné za některé jejich vlastnosti.

Vlastnosti

Acetát celulózy má teplotu tání 306 ° C, hustotu v rozmezí od 1,27 do 1,34 a má přibližnou molekulovou hmotnost 1811,699 g / mol..

Je nerozpustný v několika organických složkách, jako je aceton, cyklohexanol, ethylacetát, nitropropan a ethylenchlorid..

Výrobky, které obsahují flexibilitu acetátu celulózy, tvrdost, pevnost v tahu, nesmí být napadeny bakteriemi nebo mikroorganismy a jejich nepropustnost pro vodu.

Vlákna však mají rozměrové změny podle extrémních změn teploty a vlhkosti, i když vlákna odolávají teplotám do 80 ° C.

Použití

Acetát celulózy najde mnoho použití, mezi nimiž jsou následující:

- Membrány pro výrobu plastových, papírových a lepenkových předmětů. Nepřímý účinek chemické přísady acetátu celulózy je popsán, když je v kontaktu s potravinami v obalu.

- Ve zdravotnické oblasti se používá jako membrány s otvory o průměru krevních kapilár, zapuštěné do válcových zařízení, která splňují funkci umělé ledviny nebo hemodialýzy.

- V oblasti umění a filmu se používá jako tenké filmy pro filmy, fotografie a magnetické pásky.

- V minulosti byl v textilním průmyslu používán jako vlákna pro výrobu různých tkanin, jako je hedvábí, satén, acetát a triacetát. Zatímco to bylo v módě, stálo to za jeho nízkou cenu, za jas a za krásu, kterou dávalo oblečení.

- V automobilovém průmyslu, pro výrobu motorů a podvozků různých typů vozidel.

- V oblasti letectví, potáhnout křídla letadel v době války.

- To je také široce používané ve vědeckých laboratořích a výzkumu. Obecně se používá při výrobě porézních filtrů, jako nosič pro membrány acetátu celulózy pro provádění elektroforézy nebo běhu osmotické výměny..

- Používá se při výrobě cigaretových filtrů, elektrických kabelů, laků a laků, mezi mnoha jinými způsoby použití.

Odkazy

1. 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.
2. Encyklopedie Britannica. Nitrát celulózy. Získáno 30. dubna 2018, z: britannica.com
3. Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem. (2018). Získáno 30. dubna 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. USA Národní knihovna medicíny. Acetát celulózy. Získáno dne 2. května 2018, z: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International. PROGEL Získáno dne 2. května 2018, z: iacinternacional.com.ar
6. Alibaba (2018). Membránové filtry. Získáno 2. května 2018, od: spanish.alibaba.com
7. Ryan H. (23. března 2016). 21 Jasně červená / červená [Obrázek]. Získáno dne 2. května 2018, z: flickr.com
8. Mnolf. (4. dubna 2006). Elektroforézní gel. [Obrázek] Získáno dne 2. května 2018, z: en.wikipedia.org