Chemická štruktúra acetátu celulózy, vlastnosti a použitie



acetát celulózy Výraz "organická a syntetická zlúčenina" sa môže získať v tuhom stave ako vločky, vločky alebo biely prášok. Jej molekulárny vzorec je C76H114O49. Vyrába sa zo suroviny získanej z rastlín: celulóza, čo je homopolysacharid.

Acetát acetátu bol prvýkrát vyrobený v Paríži, v roku 1865 Paul Schützenberger a Laurent Naudin, po acetylácii celulózy anhydridom kyseliny octovej (CH3CO-O-COCH3). Získali jeden z najdôležitejších esterov celulózy všetkých čias.

Podľa týchto vlastností je polymér určený na výrobu plastov pre oblasť kinematografie, fotografie a textilnej oblasti, kde mal veľký moment rozmachu..

Používa sa aj v automobilovom a leteckom priemysle a je veľmi užitočná v chemických a výskumných laboratóriách všeobecne..

index

  • 1 Chemická štruktúra
  • 2 Získanie
  • 3 Vlastnosti
  • 4 Použitie
  • 5 Referencie

Chemická štruktúra

Štruktúra triacetátu celulózy, jednej z acetylovaných foriem tohto polyméru, je znázornená na hornom obrázku..

Ako je táto štruktúra vysvetlená? Je to vysvetlené z celulózy, ktorá sa skladá z dvoch pyranóznych kruhov glukoz viazaných glykozidickými väzbami (-R-O-R) medzi uhlíkmi 1 (anomérnymi) a 4 atómami uhlíka..

Tieto glykozidické väzby sú typu β1 -> 4; to znamená, že sú v rovnakej rovine ako kruh vzhľadom na skupinu -CH2OCOCH3. Preto si acetátový ester zachováva rovnaký organický skelet.

Čo by sa stalo, keby boli OH skupiny v 3 uhlíkoch triacetátu celulózy acetylované? Zvýšilo by stérické (priestorové) napätie v jeho štruktúre. Je to preto, že skupina -OCOCH3 "Zrážka" so susednými skupinami a krúžkami glukózy.

Avšak po tejto reakcii sa získa acetátbutyrát celulózy, produkt získaný s najvyšším stupňom acetylácie a ktorého polymér je ešte flexibilnejší.

Vysvetlenie tejto flexibility je eliminácia poslednej OH skupiny a tým vodíkových väzieb medzi polymérnymi reťazcami.

Pôvodná celulóza je schopná tvoriť mnoho vodíkových väzieb a ich eliminácia je podpora, ktorá vysvetľuje zmeny jej fyzikálno-chemických vlastností po acetylácii..

Acetylácia sa teda vyskytuje najprv v menej stericky bránených OH skupinách. Keď sa zvyšuje koncentrácia anhydridu kyseliny octovej, nahradí sa viac skupín H.

V dôsledku toho, zatiaľ čo tieto skupiny -OCOCH3 zvyšujú hmotnosť polyméru, ich intermolekulové interakcie sú menej silné ako vodíkové väzby, „flexibilizujú“ a tvrdnú celulózu súčasne..

získanie

Jeho výroba sa považuje za jednoduchý proces. Celulóza sa extrahuje z buničiny z dreva alebo bavlny, ktorá sa podrobí reakciám hydrolýzy za rôznych časových a teplotných podmienok..

Celulóza reaguje s acetanhydridom v prostredí kyseliny sírovej, ktorá katalyzuje reakciu.

Týmto spôsobom sa celulóza degraduje a získa sa menší polymér obsahujúci 200 až 300 jednotiek glukózy na polymérny reťazec, pričom hydroxylová skupina celulózy je nahradená acetátovými skupinami..

Konečným výsledkom tejto reakcie je biely pevný produkt, ktorý môže mať konzistenciu prášku, šupiny alebo hrudky. Z toho môžu byť vlákna spracovávané pri priechode cez póry alebo otvory v médiu horúcim vzduchom, pričom sa rozpúšťadlá rozpúšťajú.

Prostredníctvom týchto komplexných procesov sa získa niekoľko typov acetátu celulózy v závislosti od stupňa acetylácie.

Pretože celulóza má monomérnu štruktúrnu jednotku glukózy, ktorá má 3 OH skupiny, ktoré sú tie, ktoré môžu byť acetylované, di, tri alebo dokonca butyrát acetáty. Tieto skupiny -OCOCH3 sú zodpovedné za niektoré ich vlastnosti.

vlastnosti

Acetát celulózy má teplotu topenia 306 ° C, hustotu v rozsahu od 1,27 do 1,34 a má približnú molekulovú hmotnosť 1811,699 g / mol..

Je nerozpustný v niekoľkých organických zložkách, ako je acetón, cyklohexanol, etylacetát, nitropropán a etyléndichlorid..

Výrobky, ktoré obsahujú hodnotu pružnosti acetátu celulózy, tvrdosť, pevnosť v ťahu, nie sú napadnuté baktériami alebo mikroorganizmami a ich nepriepustnosť pre vodu..

Vlákna však majú rozmerové zmeny podľa extrémnych zmien teploty a vlhkosti, hoci vlákna odolávajú teplotám do 80 ° C.

aplikácie

Acetát acetát nájde mnoho spôsobov použitia, medzi ktorými sú nasledovné:

- Membrány na výrobu plastových, papierových a lepenkových predmetov. Nepriamy účinok chemickej prísady acetátu celulózy je opísaný, keď je v kontakte s potravinami vo svojom obale.

- V oblasti zdravia sa používa ako membrána s otvormi s priemerom krvných kapilár, zapustená do cylindrických zariadení, ktoré spĺňajú funkciu umelého obličkového alebo hemodialyzačného zariadenia..

- V rámci umeleckého a filmového priemyslu, keď sa používa ako tenké filmy pre filmy, fotografie a magnetické pásky.

- V minulosti sa používal v textilnom priemysle ako vlákna na výrobu rôznych tkanín, ako je hodváb, satén, acetát a triacetát. Kým to bolo v móde, stálo to za jeho nízku cenu, za jas a za krásu, ktorú dalo oblečeniu.

- V automobilovom priemysle, na výrobu častí motorov a podvozkov rôznych typov vozidiel.

- V oblasti letectva, kabát krídla lietadla v čase vojny.

- To je tiež široko používaný vo vedeckých laboratóriách a výskume. Všeobecne sa používa pri výrobe poréznych filtrov, ako nosič pre membrány acetátu celulózy na vykonávanie elektroforézy alebo behu osmotickej výmeny..

- Používa sa pri výrobe cigaretových filtračných nádob, elektrických káblov, lakov a lakov.

referencie

  1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. a Fischer, K. (2008), Vlastnosti a aplikácie acetátu celulózy. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Encyklopédia Britannica. Nitrát celulózy. Získané 30. apríla 2018, z: britannica.com
  3. Národné centrum pre informácie o biotechnológiách. PubChem. (2018). Získané 30. apríla 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. USA Národná knižnica medicíny. Acetát celulózy. Získané dňa 2. mája 2018, z: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC International. ProGel. Získané dňa 2. mája 2018, z: iacinternacional.com.ar
  6. Alibaba. (2018). Membránové filtre. Získané dňa 2. mája 2018, z: spanish.alibaba.com
  7. Ryan H. (23. marca 2016). 21 Jasne červená / červená [Obrázok]. Získané dňa 2. mája 2018, z: flickr.com
  8. Mnolf. (4. apríla 2006). Elektroforézny gél. [Obrázok]. Získané dňa 2. mája 2018, z: en.wikipedia.org