Selluloosa-asetaattikemiallinen rakenne, ominaisuudet ja käyttö

selluloosa-asetaatti on orgaaninen ja synteettinen yhdiste, joka voidaan saada kiinteässä muodossa hiutaleina, hiutaleina tai valkoisena jauheena. Sen molekyylikaava on C₇₆H₁₁₄O₄₉. Se on valmistettu kasveista saadusta raaka-aineesta: selluloosa, joka on homopolysakkaridi.

Selluloosa-asetaattia valmistettiin ensin Pariisissa vuonna 1865 Paul Schützenberger ja Laurent Naudin sen jälkeen, kun selluloosa oli asetyloitu etikkahappoanhydridillä (CH₃CO-O-COCH₃). Ne saivat yhden tärkeimmistä kaikkien aikojen selluloosaestereistä.

Näiden ominaisuuksien mukaan polymeeri on tarkoitettu muovien valmistukseen elokuvateollisuudelle, valokuvaukselle ja tekstiilialueelle, jossa sillä oli suuri puomin hetki.

Sitä käytetään myös autoteollisuudessa ja ilmailuteollisuudessa, ja se on erittäin hyödyllinen kemian ja tutkimuslaboratorioissa yleensä.

indeksi

• 1 Kemiallinen rakenne
• 2 Hankkiminen
• 3 Ominaisuudet
• 4 Käyttö
• 5 Viitteet

Kemiallinen rakenne

Ylemmässä kuvassa esitetään selluloosa-triasetaatin, joka on tämän polymeerin yksi asetyloidusta muodosta, rakenne..

Miten tämä rakenne selitetään? Se selitetään selluloosasta, joka koostuu kahdesta glykosidisidoksilla (-R-O-R) yhdistetyistä glukoosien pyranoosirenkaista hiilen 1 (anomeerinen) ja 4 välillä..

Nämä glykosidisidokset ovat p 1 -> 4-tyyppisiä; eli ne ovat samassa tasossa kuin rengas suhteessa ryhmään -CH₂OCOCH₃. Siksi asetaattiesteri säilyttää saman orgaanisen luurankon.

Mitä tapahtuisi, jos selluloosan triasetaatin 3 hiilen OH-ryhmät asetyloitiin? Se lisäisi rakenteensa steeristä (spatiaalista) jännitettä. Tämä johtuu siitä, että ryhmä -OCOCH₃ "Collide" naapuriryhmien ja glukoosirenkaiden kanssa.

Tämän reaktion jälkeen saadaan kuitenkin selluloosa-asetaatti-butyraatti, tuote, joka saadaan korkeimmalla asetylointitasolla ja jonka polymeeri on vielä joustavampi.

Tämän joustavuuden selitys on viimeisen OH-ryhmän ja siten polymeeriketjujen välisten vety- sidosten eliminointi.

Itse asiassa alkuperäinen selluloosa pystyy muodostamaan monia vetysidoksia, ja näiden poistaminen on tuki, joka selittää sen fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien muutokset asetyloinnin jälkeen.

Täten asetylointi tapahtuu ensin vähemmän steerisesti estetyissä OH-ryhmissä. Kun etikkahappoanhydridin pitoisuus kasvaa, korvataan enemmän H-ryhmiä.

Tämän seurauksena nämä ryhmät -OCOCH₃ ne lisäävät polymeerin painoa, niiden molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat vähemmän voimakkaita kuin vety- sidokset, "flexibilizing" ja kovettaminen selluloosaa samanaikaisesti.

hankkiminen

Sen valmistusta pidetään yksinkertaisena prosessina. Selluloosa uutetaan puun tai puuvillan massasta, joka altistetaan hydrolyysireaktioille erilaisissa ajan ja lämpötilan olosuhteissa..

Selluloosa reagoi etikkahappoanhydridin kanssa rikkihappoväliaineessa, joka katalysoi reaktiota.

Tällä tavoin selluloosa hajoaa ja saadaan pienempi polymeeri, joka sisältää 200 - 300 glukoosiyksikköä polymeeriketjua kohti, selluloosan hydroksyyli korvataan asetaattiryhmillä.

Tämän reaktion lopputulos on valkoinen kiinteä tuote, jolla voi olla jauhe, mittakaava tai kiinteä koostumus. Tästä voidaan kuituja kehittää, kun ne kulkeutuvat huokosten tai reikien läpi väliaineessa kuumalla ilmalla, liuottimet haihdutetaan..

Näiden kompleksisten prosessien avulla saadaan useita tyyppisiä selluloosa-asetaattia asetyloinnin asteesta riippuen.

Koska selluloosalla on monomeerinen rakenneyksikköglukoosi, jossa on 3 OH-ryhmää, jotka ovat sellaisia, jotka voidaan asetyloida, di, tri tai jopa butyraatti-asetaatit saadaan. Nämä ryhmät -OCOCH₃ ovat vastuussa joistakin niiden ominaisuuksista.

ominaisuudet

Selluloosa-asetaatin sulamispiste on 306 ° C, tiheys on 1,27 - 1,34, ja sen molekyylipaino on noin 1811,699 g / mol.

Se ei liukene useisiin orgaanisiin komponentteihin, kuten asetoniin, sykloheksanoliin, etyyliasetaattiin, nitropropaaniin ja etyleenidikloridiin.

Tuotteet, jotka sisältävät selluloosa-asetaattiarvon joustavuutta, kovuutta, vetolujuutta, joita bakteerit tai mikro-organismit eivät saa hyökätä, ja niiden läpäisemättömyys veteen.

Kuiduilla on kuitenkin mittamuutoksia lämpötilan ja kosteuden äärimmäisten vaihteluiden mukaan, vaikka kuidut kestävät jopa 80 ° C: n lämpötiloja.

sovellukset

Selluloosa-asetaatti löytää monia käyttötarkoituksia, joista seuraavat erottuvat:

- Kalvot muovin, paperin ja kartongin valmistukseen. Selluloosa-asetaatin kemiallisen lisäaineen epäsuora vaikutus on kuvattu, kun se on kosketuksissa elintarvikkeiden kanssa sen pakkauksessa.

- Terveysalueella sitä käytetään kalvoina, joissa on reikiä, joiden läpimitta on veren kapillaareja, jotka on upotettu sylinterimäisiin laitteisiin, jotka täyttävät keinotekoisen munuaisten tai hemodialyysilaitteiden tehtävät.

- Taide- ja elokuvateollisuudessa, kun sitä käytetään ohuina elokuvina elokuviin, valokuvaukseen ja magneettinauhoihin.

- Aiemmin sitä käytettiin tekstiiliteollisuudessa kuituina eri kankaiden, kuten rayonin, satiinin, asetaatin ja triasetaatin, valmistamiseksi. Vaikka se oli muodikasta, se erottui alhaisista kustannuksistaan, kirkkaudestaan ​​ja vaatteilleen antamastaan ​​kauneudesta.

- Autoteollisuudessa eri tyyppisten ajoneuvojen moottoriosien ja alustojen valmistukseen.

- Ilmailun alalla lentokoneiden siipien päällystäminen sodan aikana.

- Sitä käytetään myös laajalti tieteellisissä laboratorioissa ja tutkimuksissa. Yleensä sitä käytetään huokoisten suodattimien valmistuksessa, tukena selluloosa-asetaattimembraanille elektroforeesin tai osmoottisen vaihdon suorittamiseksi.

- Sitä käytetään savukkeiden suodatinastioiden, sähkökaapeleiden, lakkojen ja lakkojen valmistukseen monien muiden käyttötarkoitusten joukossa.

viittaukset

1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. ja Fischer, K. (2008), ominaisuudet ja selluloosasetaatin sovellukset. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
2. Encyclopedia Britannica. Selluloosa-nitraatti. Haettu 30. huhtikuuta 2018 alkaen: britannica.com
3. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. Pubchem. (2018). Haettu 30.4.2018 osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. USA Lääketieteellinen kirjasto. Selluloosa-asetaatti. Haettu 2. toukokuuta 2018 alkaen: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International. PROGEL. Haettu 2. toukokuuta 2018 osoitteesta: iacinternacional.com.ar
6. Alibaba. (2018). Kalvosuodattimet. Haettu 2. toukokuuta 2018 alkaen: spanish.alibaba.com
7. Ryan H. (23. maaliskuuta 2016). 21 Kirkas punainen / punainen. Haettu 2. toukokuuta 2018 osoitteesta: flickr.com
8. Mnolf. (4. huhtikuuta 2006). Elektroforeesigeeli. [Kuva]. Haettu 2. toukokuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org