Хімічна структура, властивості та застосування ацетату целюлози



The ацетат целюлози є органічним і синтетичним з'єднанням, яке може бути отримано в твердому стані у вигляді пластівців, пластівців або білого порошку. Його молекулярна формула - C76H114O49. Вона виготовляється з сировини, отриманої з рослин: целюлози, яка є гомополісахаридом.

Ацетат целюлози був вперше виготовлений в Парижі, в 1865 році Paul Schützenberger і Laurent Naudin, після ацетилювання целюлози оцтовим ангідридом (CH3CO-O-COCH3). Вони отримали один з найважливіших целюлозних ефірів всіх часів.

Відповідно до цих характеристик полімер призначений для виготовлення пластмас для кінематографії, фотографії та текстильної області, де він мав великий момент буму.

Використовується навіть у автомобільній та авіаційній промисловості, а також дуже корисна в хімії та науково-дослідних лабораторіях в цілому.

Індекс

  • 1 Хімічна структура
  • 2 Отримання
  • 3 Властивості
  • 4 Використання
  • 5 Посилання

Хімічна структура

Структура триацетату целюлози, однієї з ацетильованих форм цього полімеру, показана на верхньому зображенні..

Як пояснюється ця структура? Це пояснюється целюлозою, яка складається з двох піранозних кілець глюкоз, пов'язаних глікозидними зв'язками (-R-O-R), між вуглецевими 1 (аномерними) і 4.

Ці глікозидні зв'язки мають тип β 1 -> 4; тобто вони знаходяться в тій же площині, що і кільце по відношенню до групи -CH2OCOCH3. Таким чином, ваш ацетатний ефір зберігає той самий органічний скелет.

Що відбудеться, якщо групи OH в 3 атомах триацетату целюлози ацетильовані? Це призвело б до збільшення просторової (просторової) напруги в її структурі. Це пояснюється тим, що група -OCOCH3 "Зіткнутися" з сусідніми групами і кільцями глюкози.

Однак після цієї реакції отримують бутират ацетату целюлози, продукт, отриманий з найвищим ступенем ацетилювання і чий полімер є ще більш гнучким.

Поясненням цієї гнучкості є усунення останньої OH-групи і, отже, водневих зв'язків між полімерними ланцюгами.

Насправді, вихідна целюлоза здатна утворювати багато водневих зв'язків, а усунення їх є опорою, що пояснює зміни її фізико-хімічних властивостей після ацетилювання..

Таким чином, ацетилювання відбувається спочатку в менш стерично утруднених OH-групах. При збільшенні концентрації оцтового ангідриду замінюють більше H груп.

В результаті в той час як ці групи -OCOCH3 вони збільшують вагу полімеру, їх міжмолекулярні взаємодії є менш сильними, ніж водневі зв'язки, "згинаючи" і зміцнюючи целюлозу одночасно.

Отримання

Його виготовлення вважається простим процесом. Целюлозу витягують з пульпи деревини або бавовни, яку піддають реакції гідролізу при різних умовах часу і температури..

Целюлоза реагує з оцтовим ангідридом в сірчанокислому середовищі, що каталізує реакцію.

Таким чином, целюлоза деградує і отримують менший полімер, що містить від 200 до 300 глюкозних одиниць на полімерну ланцюг, гідроксил целюлози замінюється на ацетатні групи..

Кінцевим результатом цієї реакції є білий твердий продукт, який може мати порошкоподібну, масштабну або кускову консистенцію. З цього волокна можуть бути розроблені, проходячи через пори або отвори в середовищі з гарячим повітрям, випаровуючи розчинники.

Через ці складні процеси отримують кілька типів ацетату целюлози в залежності від ступеня ацетилювання.

Оскільки целюлоза має мономерну структурну одиницю глюкози, яка має 3 OH-групи, які є такими, які можуть бути ацетильовані, ді, три або навіть ацетати бутирату.3 відповідальні за деякі їх властивості.

Властивості

Ацетат целюлози має температуру плавлення 306 ° С, щільність від 1,27 до 1,34 і має приблизну молекулярну масу 1811,699 г / моль..

Нерозчинний у кількох органічних компонентах, таких як ацетон, циклогексанол, етилацетат, нітропропан і етилендихлорид.

Продукти, які містять гнучкість, твердість, міцність на розрив ацетату целюлози, не піддаються впливу бактерій або мікроорганізмів та їх водонепроникності.

Однак волокна мають розмірні зміни відповідно до крайніх змін температури і вологості, хоча волокна витримують температури до 80 ° С.

Використання

Ацетат целюлози знаходить багато застосувань, серед яких виділяються наступні:

- Мембрани для виготовлення пластикових, паперових та картонні об'єктів. Непрямий вплив хімічної добавки ацетату целюлози описаний, коли він контактує з їжею в її упаковці.

- В області охорони здоров'я використовується як мембрана з отворами діаметру кровоносних капілярів, вбудованих в циліндричні пристрої, що виконують функцію штучного нирки або обладнання для гемодіалізу.

- У галузі мистецтва і кіноіндустрії, коли використовуються як тонкі плівки для фільмів, фотографії та магнітні стрічки.

- У минулому вона використовувалася в текстильній промисловості як волокна для виготовлення різних тканин, таких як віскоза, сатин, ацетат і триацетат. Хоча це було модно, він виділявся своєю низькою вартістю, яскравістю і красою, яку давала одягу.

- У автомобільній промисловості, для виготовлення деталей двигуна і шасі різних типів транспортних засобів.

- У сфері аеронавтики, щоб покрити крила літаків під час війни.

- Він також широко використовується в наукових лабораторіях і наукових дослідженнях. Взагалі він використовується у виробництві пористих фільтрів, в якості опори для мембран ацетату целюлози для проведення електрофорезу або осмотичного обміну.

- Він використовується у виробництві сигаретних фільтрувальних контейнерів, електричних кабелів, лаків і лаків, серед багатьох інших видів використання.

Список літератури

  1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. and Fischer, K. (2008), Властивості та застосування ацетату целюлози. Макромол. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Енциклопедія Британіка. Нітрат целюлози. Отримано 30 квітня 2018 року з: britannica.com
  3. Національний центр біотехнологічної інформації. PubChem. (2018). Отримано 30 квітня 2018 р. З: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. США Національна медична бібліотека. Ацетат целюлози. Отримано 2 травня 2018 року з: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC International. PROGEL Отримано 2 травня 2018 року, з: iacinternacional.com.ar
  6. Alibaba (2018). Мембранні фільтри. Отримано 2 травня 2018 року від: spanish.alibaba.com
  7. Райан Х. (23 березня 2016 року). 21 Яскраво-червоний / червоний. Отримано 2 травня 2018 року з: flickr.com
  8. Mnolf. (4 квітня 2006 року). Електрофорезний гель. [Малюнок] Отримано 2 травня 2018 року з: en.wikipedia.org