Celluloseacetat Kjemisk struktur, egenskaper og bruksområder

den celluloseacetat er en organisk og syntetisk forbindelse som kan oppnås i fast tilstand som flak, flak eller hvitt pulver. Dens molekylære formel er C₇₆H₁₁₄O₄₉. Den er laget av råmaterialet fra planter: cellulose, som er et homopolysakkarid.

Celluloseacetat ble først produsert i Paris, i 1865 av Paul Schützenberger og Laurent Naudin, etter acetylering av cellulose med eddiksyreanhydrid (CH₃CO-O-COCH₃). De oppnådde en av de viktigste celluloseestere av all tid.

I følge disse egenskapene er polymeren bestemt til fremstilling av plast til kinematografi, fotografi og tekstilområdet, hvor det hadde sitt store øyeblikk av boom.

Den brukes til og med i bilindustrien og luftfartsindustrien, så vel som den er veldig nyttig i kjemi og forskningslaboratorier generelt.

index

• 1 Kjemisk struktur
• 2 Innhenting
• 3 Egenskaper
• 4 bruksområder
• 5 referanser

Kjemisk struktur

Strukturen av cellulosetriacetatet, en av de acetylerte former av denne polymer, er vist i det øvre bildet..

Hvordan forklares denne strukturen? Det forklares av cellulose, som består av to pyranose-ringer av glukoser forbundet med glykosidbindinger (-R-O-R), mellom karboner 1 (anomer) og 4.

Disse glykosidbindingene er av p 1 -> 4 typen; det vil si at de er i samme plan som ringen med hensyn til gruppen -CH₂OCOCH₃. Derfor beholder acetatesteren din samme organiske skjelett.

Hva ville skje hvis OH-gruppene i de 3 karbonene i cellulosetriacetatet ble acetylert? Det ville øke den steriske (romlige) spenningen i sin struktur. Dette skyldes at gruppen -OCOCH₃ "Kollidere" med nabogrupper og glukose ringer.

Etter at denne reaksjonen er oppnådd, oppnås celluloseacetatbutyrat, produktet oppnådd med høyest grad av acetylering og hvis polymer er enda mer fleksibel.

Forklaringen på denne fleksibiliteten er eliminering av den siste OH-gruppen og derfor av hydrogenbindingene mellom polymerkjedene.

Faktisk er den opprinnelige cellulose i stand til å danne mange hydrogenbindinger, og eliminering av disse er støtten som forklarer endringene av dens fysisk-kjemiske egenskaper etter acetylering.

Således skjer acetylering først i de mindre sterisk hindrede OH-gruppene. Etter hvert som konsentrasjonen av eddiksyreanhydrid øker, erstattes flere H-grupper.

Som et resultat, mens disse gruppene -OCOCH₃ de øker polymerens vekt, deres intermolekylære interaksjoner er mindre sterke enn hydrogenbindingene, "fleksibilisering" og herding av cellulosen samtidig.

å skaffe

Produksjonen er betraktet som en enkel prosess. Cellulose ekstraheres fra massen av treet eller bomullet, som underkastes hydrolysereaksjoner under forskjellige tids- og temperaturforhold..

Cellulose reagerer med eddiksyreanhydrid i et svovelsyremedium som katalyserer reaksjonen.

På denne måten nedbrytes cellulosen og en mindre polymer som inneholder 200 til 300 glukoseenheter pr. Polymerkjede oppnås, hvor hydroksylen av cellulosen erstattes av acetatgrupper.

Det endelige resultatet av denne reaksjonen er et hvitt fast produkt, som kan ha en pulver-, skala- eller klumpkonsistens. Fra dette kan fibrene utarbeides, når de passerer gjennom porer eller hull i et medium med varm luft, fordamper løsningsmidlene.

Gjennom disse komplekse prosessene oppnås flere typer celluloseacetat, avhengig av graden av acetylering.

Fordi cellulose har monomer strukturell enhet glukose, som har 3 OH grupper, som er de som kan acetyleres, oppnås di, tri eller til og med butyratacetater. Disse gruppene -OCOCH₃ er ansvarlig for noen av sine eiendommer.

egenskaper

Celluloseacetat har et smeltepunkt på 306 ° C, en densitet i området fra 1,27 til 1,34 og har en omtrentlig molekylvekt på 1811,699 g / mol.

Det er uoppløselig i flere organiske komponenter som aceton, cykloheksanol, etylacetat, nitropropan og etylendiklorid.

Produkter som inneholder celluloseacetat-verdi fleksibilitet, hardhet, strekkfasthet, ikke å bli angrepet av bakterier eller mikroorganismer og deres ugjennomtrengelighet til vann.

Imidlertid har fibrene dimensjonsendringer i henhold til ekstreme variasjoner av temperatur og fuktighet, selv om fibrene motstår temperaturer opp til 80 ° C.

søknader

Celluloseacetat finner mange bruksområder, blant annet følgende skiller seg ut:

- Membraner for produksjon av varer av plast, papir og papp. En indirekte virkning av kjemisk additiv av celluloseacetat beskrives når det er i kontakt med mat i emballasjen.

- I helseområdet brukes det membraner med hull i diameteren til blodkarillærene, innebygd i sylindriske enheter som oppfyller funksjonen til en kunstig nyre- eller hemodialyseutstyr.

- Innenfor kunst- og filmindustrien, når den brukes som tynne filmer for filmer, fotografering og magnetbånd.

- Tidligere ble det brukt i tekstilindustrien som fibre for å lage forskjellige stoffer som rayon, satin, acetat og triacetat. Mens det var fasjonabelt, sto det ut for lave kostnader, for lysstyrken og for skjønnheten den ga til klær.

- I bilindustrien, for produksjon av motor deler og chassis av ulike typer kjøretøy.

- På luftfartsområdet, for å belegge vinger av fly i krigstid.

- Det er også mye brukt i vitenskapelige laboratorier og forskning. Generelt brukes den til fremstilling av porøse filtre, som en bærer for celluloseacetatmembraner for å utføre elektroforese eller osmotisk utveksling.

- Den brukes til produksjon av sigarettfilterbeholdere, elektriske kabler, lakker og lakker, blant mange andre bruksområder.

referanser

1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. og Fischer, K. (2008), egenskaper og anvendelser av celluloseacetat. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
2. Encyclopedia Britannica. Cellulose nitrat. Hentet 30. april 2018, fra: britannica.com
3. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon. Pubchem. (2018). Hentet 30. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. USA National Library of Medicine. Celluloseacetat. Hentet 2. mai 2018, fra: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International. PROGEL. Hentet 2. mai 2018, fra: iacinternacional.com.ar
6. Alibaba. (2018). Membranfiltre. Hentet 2. mai 2018, fra: spanish.alibaba.com
7. Ryan H. (23. mars 2016). 21 Lys rød / rød. [Figur]. Hentet 2. mai 2018, fra: flickr.com
8. Mnolf. (4. april 2006). Elektroforese gel. [Figur]. Hentet 2. mai 2018, fra: en.wikipedia.org