Cellulosaacetat Kemisk struktur, egenskaper och användningsområden

den cellulosaacetat är en organisk och syntetisk förening som kan erhållas i fast tillstånd som flingor, flingor eller vitt pulver. Dess molekylära formel är C₇₆H₁₁₄O₄₉. Den är gjord av råmaterialet från växter: cellulosa, som är en homopolysackarid.

Cellulosaacetat tillverkades först i Paris, 1865 av Paul Schützenberger och Laurent Naudin, efter acetylering av cellulosa med ättiksyraanhydrid (CH₃CO-O-COCH₃). De erhöll en av de viktigaste cellulosaestrarna hela tiden.

Enligt dessa egenskaper är polymeren avsedd för tillverkning av plast för området filmografi, fotografi och i textilområdet, där det hade sitt fantastiska ögonblick.

Den används även i bilindustrin och flygindustrin, liksom den är mycket användbar inom kemi och forskningslaboratorier i allmänhet.

index

• 1 Kemisk struktur
• 2 Erhållande
• 3 egenskaper
• 4 användningsområden
• 5 referenser

Kemisk struktur

Strukturen av cellulosatriacetatet, en av de acetylerade formerna av denna polymer, visas i den övre bilden..

Hur förklaras denna struktur? Det förklaras av cellulosa, som består av två pyranosringar av glukoser kopplade med glykosidbindningar (-R-O-R), mellan kolatomer 1 (anomer) och 4.

Dessa glykosidbindningar är av p 1 -> 4-typen; det vill säga de är i samma plan som ringen med avseende på gruppen -CH₂OCOCH₃. Därför behåller din acetatester samma organiska skelett.

Vad skulle hända om OH-grupperna i cellulosatriacetatets 3 kolatomer acetylerades? Det skulle öka den steriska (spatiala) spänningen i sin struktur. Detta beror på att gruppen -OCOCH₃ "Collide" med närliggande grupper och glukosringar.

Efter det att denna reaktion erhölls cellulosaacetatbutyrat erhålles emellertid produkten erhållen med högsta grad av acetylering och vars polymer är ännu mer flexibel.

Förklaringen för denna flexibilitet är elimineringen av den sista OH-gruppen och därför av vätebindningarna mellan polymerkedjorna.

Faktum är att den ursprungliga cellulosen kan bilda många vätebindningar och eliminering av dessa är det stöd som förklarar förändringarna av dess fysikalisk-kemiska egenskaper efter acetylering.

Således sker acetylering först i de mindre steriskt hindrade OH-grupperna. När koncentrationen av ättiksyraanhydrid ökar ersätts flera H-grupper.

Som ett resultat, medan dessa grupper -OCOCH₃ de ökar polymerens vikt, deras intermolekylära interaktioner är mindre starka än vätebindningarna, "flexibiliserande" och härdning av cellulosa samtidigt.

erhålla

Tillverkningen anses vara en enkel process. Cellulosa extraheras från massan i träet eller bomull, som utsätts för hydrolysreaktioner under olika tids- och temperaturförhållanden..

Cellulosa reagerar med ättiksyraanhydrid i ett svavelsyramedium, som katalyserar reaktionen.

På detta sätt bryts cellulosen ned och en mindre polymer innehållande 200 till 300 glukosenheter per polymerkedja erhålles, varvid cellulosahydroxylen ersätts med acetatgrupper.

Slutresultatet av denna reaktion är en vit fast produkt, som kan ha en pulver-, skal- eller klumpkonsistens. Från detta kan fibrerna utarbetas när de passerar genom porer eller hål i ett medium med varm luft, indunstar lösningsmedlen.

Genom dessa komplexa förfaranden erhålles flera typer av cellulosaacetat, beroende på graden av acetylering.

Eftersom cellulosa har en monomer strukturell enhet glukos, som har 3 OH grupper, vilka är de som kan acetyleras, erhålles di, tri eller till och med butyratacetater. Dessa grupper -OCOCH₃ ansvarar för några av sina egenskaper.

egenskaper

Cellulosaacetat har en smältpunkt av 306 ° C, en densitet som sträcker sig från 1,27 till 1,34 och har en approximativ molekylvikt av 1811,699 g / mol.

Det är olösligt i flera organiska komponenter, såsom aceton, cyklohexanol, etylacetat, nitropropan och etylendiklorid.

Produkter som innehåller flexibilitet i cellulosaacetat, hårdhet, draghållfasthet, som inte ska attackeras av bakterier eller mikroorganismer och deras ogenomtränglighet för vatten.

Fibrerna har emellertid dimensionsändringar i enlighet med extrema variationer av temperatur och fuktighet, även om fibrerna motstår temperaturer upp till 80 ° C.

tillämpningar

Cellulosaacetat finner många användningsområden, bland vilka följande framgår:

- Membran för tillverkning av varor av plast, papper och kartong. En indirekt effekt av kemisk tillsats av cellulosaacetat beskrivs när det kommer i kontakt med livsmedel i förpackningen.

- På hälsovården används den som membran med hål i blodkapillärens diameter, inbäddad i cylindriska enheter som uppfyller funktionen av en artificiell njure eller hemodialysutrustning.

- Inom konst och filmindustrin, när den används som tunna filmer för filmer, fotografi och magnetband.

- Tidigare användes det i textilindustrin som fibrer för att göra olika tyger såsom rayon, satin, acetat och triacetat. Medan det var modernt stod det ut för sin låga kostnad, för ljusstyrkan och för skönheten som den gav till kläder.

- I bilindustrin, för tillverkning av motordelar och chassi av olika typer av fordon.

- Inom flygteknik, att belägga flygplanets vingar under krigstid.

- Det används också i vetenskapliga laboratorier och forskning. Generellt används den vid framställning av porösa filter, som ett stöd för cellulosaacetatmembran för att utföra elektrofores eller osmotisk utbyte.

- Den används vid tillverkning av cigarettfilterbehållare, elkablar, lacker och lacker, bland många andra användningsområden.

referenser

1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. och Fischer, K. (2008), Egenskaper och Användningar av Cellulosaacetat. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
2. Encyclopedia Britannica. Cellulosa nitrat. Hämtad den 30 april 2018, från: britannica.com
3. National Center for Biotechnology Information. PubChem. (2018). Hämtad den 30 april 2018, från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. U.S. National Library of Medicine. Cellulosaacetat. Hämtad den 2 maj 2018, från: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International. PROGEL. Hämtad den 2 maj 2018, från: iacinternacional.com.ar
6. Alibaba. (2018). Membranfilter. Hämtad den 2 maj 2018, från: spanish.alibaba.com
7. Ryan H. (23 mars 2016). 21 Bright Red / Red. [Figur]. Hämtad den 2 maj 2018, från: flickr.com
8. Mnolf. (4 april 2006). Elektroforesgel. [Bild]. Hämtad den 2 maj 2018, från: en.wikipedia.org