Химична структура, свойства и употреба на целулозен ацетат



на целулозен ацетат е органично и синтетично съединение, което може да бъде получено в твърдо състояние като люспи, люспи или бял прах. Неговата молекулна формула е С76Н114О49. Тя е направена от суровината, получена от растенията: целулоза, която е хомополисахарид.

Целулозен ацетат първоначално е произведен в Париж, през 1865 г. от Paul Schützenberger и Laurent Naudin, след ацетилиране на целулозата с оцетен анхидрид (СН)3СО-О-COCH3). Те са получили един от най-важните целулозни естери на всички времена.

Съгласно тези характеристики полимерът е предназначен за производство на пластмаси за областта на кинематографията, фотографията и текстилната област, където е имало голям момент на бум.

Използва се дори в автомобилната и аеронавигационната индустрия, както и в химическите и изследователските лаборатории като цяло..

индекс

  • 1 Химическа структура
  • 2 Получаване
  • 3 Свойства
  • 4 Използване
  • 5 Препратки

Химическа структура

Структурата на целулозния триацетат, една от ацетилираните форми на този полимер, е показана на горното изображение..

Как се обяснява тази структура? Това се обяснява от целулозата, която се състои от два пиранозни пръстена от глюкози, свързани с гликозидни връзки (-R-O-R), между въглеродни атоми 1 (аномерни) и 4.

Тези гликозидни връзки са от тип 1 -> 4; те са в същата равнина като пръстена по отношение на групата -CH2OCOCH3. Следователно, вашият ацетатен естер запазва същия органичен скелет.

Какво би станало, ако ОН групите в трите въглерода на целулозния триацетат бяха ацетилирани? Това би увеличило пространственото (пространствено) напрежение в неговата структура. Това е така, защото групата -OCOCH3 "Сблъскване" със съседни групи и глюкозни пръстени.

Въпреки това, след тази реакция се получава целулозен ацетат бутират, продуктът, получен с най-висока степен на ацетилиране и чийто полимер е още по-гъвкав.

Обяснението за тази гъвкавост е елиминирането на последната ОН група и следователно на водородните връзки между полимерните вериги.

В действителност, първоначалната целулоза е способна да образува много водородни връзки, а отстраняването им е подложката, която обяснява промените в неговите физикохимични свойства след ацетилиране.

По този начин, ацетилирането настъпва първо в по-малко пространствено затруднените ОН групи. С повишаването на концентрацията на оцетен анхидрид, се заместват още Н групи.

Като резултат, докато тези групи -OCOCH3 те увеличават теглото на полимера, техните междумолекулни взаимодействия са по-малко силни от водородните връзки, "гъвкаво" и в същото време втвърдяват целулозата..

получаване

Производството му се счита за прост процес. Целулозата се извлича от пулпа от дървесината или памука, който се подлага на реакции на хидролиза при различни условия на време и температура..

Целулозата реагира с оцетен анхидрид в среда на сярна киселина, която катализира реакцията.

По този начин целулозата се разгражда и се получава по-малък полимер, съдържащ 200 до 300 глюкозни единици за една полимерна верига, като хидроксилът на целулозата се замества с ацетатни групи.

Крайният резултат от тази реакция е бял твърд продукт, който може да има консистенция на прах, скала или бучка. От това влакната могат да бъдат изработени, когато преминават през пори или дупки в среда с горещ въздух, като се изпаряват разтворителите..

Чрез тези сложни процеси се получават няколко вида целулозен ацетат, в зависимост от степента на ацетилиране.

Тъй като целулозата има мономерна структурна единица глюкоза, която има 3 ОН групи, които са тези, които могат да бъдат ацетилирани, се получават ди, три или дори ацетати на бутират. Тези групи -OCOCH3 са отговорни за някои от техните свойства.

свойства

Целулозният ацетат има точка на топене 306 ° С, плътност от 1.27 до 1.34 и има приблизително молекулно тегло 1811.699 g / mol..

Той е неразтворим в няколко органични компонента като ацетон, циклохексанол, етилацетат, нитропропан и етилен дихлорид..

Продукти, които съдържат гъвкавост, твърдост, якост на опън на целулозен ацетат, не трябва да бъдат атакувани от бактерии или микроорганизми и тяхната непромокаемост към водата.

Въпреки това, влакната се променят в зависимост от екстремните промени на температурата и влажността, въпреки че влакната издържат на температури до 80 ° C.

приложения

Целулозен ацетат намира много приложения, сред които се открояват следните:

- Мембрани за производство на предмети от пластмаса, хартия и картон. Описан е индиректен ефект от химическата добавка на целулозен ацетат, когато е в контакт с храната в нейната опаковка.

- В здравната област се използва като мембрани с отвори на диаметъра на кръвоносните капиляри, вградени в цилиндрични устройства, които изпълняват функцията на изкуствено бъбречно или хемодиализно оборудване..

- В областта на изкуството и филмовата индустрия, когато се използват като тънки филми за филми, фотография и магнитни ленти.

- В миналото тя е била използвана в текстилната промишленост като влакна за производство на различни тъкани като коприна, сатен, ацетат и триацетат. Докато беше модерно, тя се открояваше заради ниската си цена, за яркостта и за красотата, която даваше на дрехите.

- В автомобилната индустрия, за производството на части на двигателя и шаси на различни типове превозни средства.

- В областта на аеронавтиката, за покриване на крилата на самолети по време на война.

- Също така се използва широко в научни лаборатории и научни изследвания. Като цяло се използва при производството на порьозни филтри, като подложка за мембрани от целулозен ацетат за провеждане на електрофореза или осмотичен обмен.

- Той се използва при производството на цигарени филтърни контейнери, електрически кабели, лакове и лакове, както и много други приложения.

препратки

  1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. and Fischer, K. (2008), Свойства и приложения на целулозен ацетат. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Енциклопедия Британика. Целулозен нитрат. Възстановен на 30 април 2018 г. от: britannica.com
  3. Национален център за биотехнологична информация. PubChem. (2018). Възстановен на 30 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. САЩ Национална библиотека по медицина. Целулозен ацетат. Възстановен на 2 май 2018 г. от: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC International. PROGEL. Възстановен на 2 май 2018 г. от: iacinternacional.com.ar
  6. Alibaba. (2018). Мембранни филтри. Възстановен на 2 май, 2018 г. от: spanish.alibaba.com
  7. Райън Х. (23 март 2016 г.). 21 Ярко червено / червено. Възстановен на 2 май 2018 г. от: flickr.com
  8. Mnolf. (4 април 2006 г.). Електрофорезен гел. [Фигура]. Възстановен на 2 май 2018 г. от: en.wikipedia.org