Химическая структура, свойства и применение ацетата целлюлозы

ацетат целлюлозы представляет собой органическое и синтетическое соединение, которое может быть получено в твердом состоянии в виде хлопьев, хлопьев или белого порошка. Молекулярная формула C₇₆H₁₁₄О₄₉. Он сделан из сырья, полученного из растений: целлюлозы, которая представляет собой гомополисахарид.

Ацетат целлюлозы был впервые изготовлен в Париже в 1865 году Полом Шютценбергером и Лораном Наудином после ацетилирования целлюлозы уксусным ангидридом (CH₃CO-O-СОСНЫ₃). Они получили один из самых важных эфиров целлюлозы всех времен.

В соответствии с этими характеристиками полимер предназначен для производства пластиков в области кинематографии, фотографии и в текстильной промышленности, где он пережил настоящий момент бума..

Он используется даже в автомобильной и авиационной промышленности, а также очень полезен в химических и исследовательских лабораториях в целом..

индекс

• 1 Химическая структура
• 2 Получение
• 3 свойства
• 4 использования
• 5 ссылок

Химическая структура

Структура триацетата целлюлозы, одной из ацетилированных форм этого полимера, показана на верхнем изображении..

Чем объясняется эта структура? Это объясняется целлюлозой, которая состоит из двух пиранозных колец глюкоз, связанных гликозидными связями (-R-O-R), между атомами углерода 1 (аномерными) и 4.

Эти гликозидные связи относятся к типу β 1 -> 4; то есть они находятся в одной плоскости с кольцом относительно группы -CH₂ОСОСН₃. Следовательно, ваш ацетатный эфир сохраняет тот же органический скелет.

Что произойдет, если ОН-группы в 3 атомах углерода триацетата целлюлозы будут ацетилированы? Это увеличило бы стерическое (пространственное) напряжение в его структуре. Это потому что группа -OCOCH₃ «Столкновение» с соседними группами и глюкозными кольцами.

Однако после этой реакции получен ацетатбутират целлюлозы, продукт получен с наивысшей степенью ацетилирования и полимер которого еще более гибок.

Объяснение этой гибкости заключается в устранении последней ОН-группы и, следовательно, водородных связей между полимерными цепями.

Фактически, исходная целлюлоза способна образовывать много водородных связей, и устранение их является основой, которая объясняет изменения ее физико-химических свойств после ацетилирования..

Таким образом, ацетилирование происходит в первую очередь в менее стерически затрудненных ОН-группах. По мере увеличения концентрации уксусного ангидрида замещается все больше групп H.

В результате пока эти группы -OCOCH₃ они увеличивают вес полимера, их межмолекулярные взаимодействия менее сильны, чем у водородных связей, «гибко усиливая» и одновременно укрепляя целлюлозу.

получение

Его изготовление считается простым процессом. Целлюлоза извлекается из древесной массы или хлопка, которая подвергается реакциям гидролиза при различных условиях времени и температуры..

Целлюлоза реагирует с уксусным ангидридом в сернокислой среде, что катализирует реакцию.

Таким образом, целлюлоза разлагается и получается меньший полимер, содержащий от 200 до 300 единиц глюкозы на полимерную цепь, причем гидроксил целлюлозы заменяется ацетатными группами..

Конечным результатом этой реакции является белый твердый продукт, который может иметь порошковую, чешуйчатую или комковатую консистенцию. Из этого могут быть получены волокна, когда они проходят через поры или отверстия в среде с горячим воздухом, испаряя растворители..

Посредством этих сложных процессов получают несколько типов ацетата целлюлозы в зависимости от степени ацетилирования..

Поскольку целлюлоза имеет мономерное структурное звено, глюкоза, которая имеет 3 группы ОН, которые могут быть ацетилированы, могут быть получены ацетаты ди, три, или даже бутирата. Эти группы -OCOCH₃ несут ответственность за некоторые из их свойств.

свойства

Ацетат целлюлозы имеет температуру плавления 306 ° С, плотность в диапазоне от 1,27 до 1,34 и приблизительную молекулярную массу 1811,699 г / моль..

Он нерастворим в нескольких органических компонентах, таких как ацетон, циклогексанол, этилацетат, нитропропан и этилендихлорид.

Продукты, содержащие ацетат целлюлозы, характеризуются гибкостью, твердостью, прочностью на разрыв, не подвержены воздействию бактерий или микроорганизмов и их непроницаемостью для воды..

Однако волокна имеют размерные изменения в соответствии с экстремальными колебаниями температуры и влажности, хотя волокна выдерживают температуру до 80 ° C..

приложений

Ацетат целлюлозы находит много применений, среди которых выделяются следующие:

- Мембраны для изготовления пластиковых, бумажных и картонных предметов. Непрямой эффект химической добавки ацетата целлюлозы описывается при ее контакте с пищей в ее упаковке..

- В области здравоохранения он используется в качестве мембран с отверстиями диаметром капилляров крови, встроенных в цилиндрические устройства, которые выполняют функцию искусственной почки или гемодиализного оборудования..

- В художественной и киноиндустрии, когда используются в качестве тонких пленок для фильмов, фотографий и магнитных лент..

- В прошлом его использовали в текстильной промышленности в качестве волокон для изготовления различных тканей, таких как вискоза, сатин, ацетат и триацетат. В то время как это было модно, оно выделялось своей низкой стоимостью, яркостью и красотой, которые оно придавало одежде..

- В автомобильной промышленности, для изготовления деталей двигателя и шасси различных типов транспортных средств.

- В области аэронавтики, чтобы покрыть крылья самолетов во время войны.

- Он также широко используется в научных лабораториях и научных исследованиях. Обычно его используют при производстве пористых фильтров в качестве подложки для ацетатцеллюлозных мембран для проведения электрофореза или осмотического обмена..

- Он используется в производстве контейнеров для сигаретных фильтров, электрических кабелей, лаков и лаков, а также для многих других целей..

ссылки

1. Фишер С., Тюмлер К., Фолькерт Б., Хеттрих К., Шмидт И. и Фишер К. (2008). Свойства и применение ацетата целлюлозы. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
2. Энциклопедия Британика. Нитрат целлюлозы. Получено 30 апреля 2018 г. по адресу: britannica.com
3. Национальный центр биотехнологической информации. PubChem. (2018). Получено 30 апреля 2018 г. из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. США Национальная библиотека медицины. Ацетат целлюлозы. Получено 2 мая 2018 г. из: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International. PROGEL. Получено 2 мая 2018 г. с сайта iacinternacional.com.ar
6. Alibaba. (2018). Мембранные фильтры. Получено 2 мая 2018 года, из: spanish.alibaba.com
7. Райан Х. (23 марта 2016 г.). 21 Ярко-красный / красный. [Рисунок]. Получено 2 мая 2018 г. с сайта: flickr.com
8. Mnolf. (4 апреля 2006 г.) Гель для электрофореза. [Рисунок]. Получено 2 мая 2018 г. с сайта en.wikipedia.org