Celulozes acetāta ķīmiskā struktūra, īpašības un pielietojumi

The celulozes acetāts ir organisks un sintētisks savienojums, ko var iegūt cietā veidā kā pārslas, pārslas vai baltu pulveri. Tās molekulārā formula ir C₇₆H₁₁₄O₄₉. Tas ir izgatavots no izejvielām, kas iegūtas no augiem: celuloze, kas ir homopolizaharīds.

Celulozes acetātu pirmo reizi ražoja Parīzē, 1865. gadā, Paul Schützenberger un Laurent Naudin, pēc celulozes acetilēšanas ar etiķskābes anhidrīdu (CH₃CO-O-COCH₃). Viņi ieguva vienu no svarīgākajiem visu laiku celulozes esteriem.

Saskaņā ar šīm īpašībām polimērs ir paredzēts plastmasas ražošanai kinematogrāfijas, fotografēšanas un tekstilrūpniecības jomā, kur tam bija liels momenta uzplaukums..

To izmanto pat automobiļu rūpniecībā un aeronavigācijas nozarē, kā arī ļoti noderīgi ķīmijas un pētniecības laboratorijās kopumā..

Indekss

• 1 Ķīmiskā struktūra
• 2 Iegūšana
• 3 Rekvizīti
• 4 Lietojumi
• 5 Atsauces

Ķīmiskā struktūra

Augšējā attēlā ir parādīta celulozes triacetāta struktūra, kas ir viena no šī polimēra acetilētām formām..

Kā šī struktūra tiek izskaidrota? Tas izskaidrojams ar celulozi, kas sastāv no diviem glikozes piranozes gredzeniem, kas saistīti ar glikozīdu saitēm (-R-O-R), starp oglēm 1 (anomēru) un 4.

Šīs glikozīdu saites ir β 1 - 4 tipa; tas ir, tie ir vienā līmenī ar gredzenu attiecībā pret grupu -CH₂OCOCH₃. Tāpēc jūsu acetāta esteris saglabā to pašu organisko skeletu.

Kas notiks, ja 3 grupas oglekļa grupas celulozes triacetāts būtu acetilētas? Tas palielinātu sterisko (telpisko) spriegumu tās struktūrā. Tas ir tāpēc, ka grupa -OCOCH₃ "Sadursme" ar kaimiņu grupām un glikozes gredzeniem.

Tomēr pēc šīs reakcijas iegūst celulozes acetāta butirātu, kas iegūts ar visaugstāko acetilēšanas pakāpi un kura polimērs ir vēl elastīgāks..

Šī elastīguma izskaidrojums ir pēdējās OH grupas un līdz ar to arī ūdeņraža saikņu likvidēšana starp polimēru ķēdēm.

Faktiski sākotnējā celuloze spēj veidot daudzas ūdeņraža saites, un to likvidēšana ir atbalsts, kas izskaidro tās fizikāli ķīmisko īpašību izmaiņas pēc acetilēšanas.

Tādējādi acetilēšana notiek vispirms mazāk stacionāri traucētajās OH grupās. Pieaugot etiķskābes anhidrīda koncentrācijai, tiek aizstātas vairāk H grupas.

Tā rezultātā šīs grupas -OCOCH₃ tie palielina polimēra svaru, to starpmolekulārā mijiedarbība ir mazāk spēcīga nekā ūdeņraža saites, "elastīgi stabilizējot" un sacietējot celulozi vienlaicīgi..

Iegūšana

Tās ražošanu uzskata par vienkāršu procesu. Celulozi iegūst no koksnes vai kokvilnas masas, kas tiek pakļauta hidrolīzes reakcijām dažādos laika un temperatūras apstākļos..

Celuloze reaģē ar etiķskābes anhidrīdu sērskābes vidē, kas katalizē reakciju.

Šādā veidā celuloze tiek noārdīta un iegūst mazāku polimēru, kas satur 200 līdz 300 glikozes vienību uz polimēra ķēdi, un celulozes hidroksilgrupu aizstāj ar acetāta grupām..

Šīs reakcijas galīgais rezultāts ir balts ciets produkts, kam var būt pulveris, mērogs vai vienreizēja konsistence. No tā var tikt izstrādātas šķiedras, kad tās caur porām vai caurumiem vidē ar karstu gaisu iztvaicē šķīdinātājus..

Izmantojot šos sarežģītos procesus, atkarībā no acetilēšanas pakāpes iegūst vairākus celulozes acetāta veidus.

Tā kā celulozei ir monomēra strukturālās vienības glikoze, kurai ir 3 OH grupas, kas ir acetilētas grupas, iegūst di, tri vai pat butirāta acetātus. Šīs grupas -OCOCH₃ ir atbildīgas par dažām to īpašībām.

Rekvizīti

Celulozes acetāta kušanas temperatūra ir 306 ° C, blīvums ir no 1,27 līdz 1,34, un tā aptuvenā molekulmasa ir 1811,699 g / mol.

Tas nešķīst vairākās organiskās sastāvdaļās, piemēram, acetonā, cikloheksanolā, etilacetātā, nitropropānā un etilēnhlorīdā..

Produkti, kas satur celulozes acetāta vērtības elastību, cietību, stiepes izturību, ko nedrīkst ietekmēt baktērijas vai mikroorganismi, un to ūdens necaurlaidību.

Tomēr šķiedrām ir izmēru izmaiņas atkarībā no temperatūras un mitruma ārkārtējām svārstībām, lai gan šķiedras iztur līdz 80 ° C temperatūrai..

Lietojumi

Celulozes acetāts izmanto daudzus lietošanas veidus, no kuriem izriet:

- Membrānas plastmasas, papīra un kartona priekšmetu ražošanai. Netieša ietekme uz celulozes acetāta ķīmisko piedevu ir aprakstīta, ja tā saskaras ar pārtiku iepakojumā.

- Veselības jomā to izmanto kā membrānas ar caurumiem, kuru diametrs ir asins kapilāri, kas iebūvēti cilindriskajās ierīcēs, kas pilda mākslīgās nieru vai hemodialīzes iekārtas funkcijas..

- Mākslas un filmu industrijā, izmantojot filmas, fotogrāfijas un magnētiskās lentes kā plānas filmas.

- Agrāk tekstilrūpniecībā to izmantoja kā šķiedras, lai izgatavotu dažādus audumus, piemēram, viskozes, satīna, acetāta un triacetāta audumus. Lai gan tas bija modē, tas izcēlās par zemajām izmaksām, spilgtumu un skaistumu, ko tas deva apģērbam.

- Automobiļu rūpniecībā dažādu tipu transportlīdzekļu dzinēju detaļu un šasijas ražošanai.

- Aeronautikas jomā karu laikā pārklāj gaisa kuģu spārnus.

- To plaši izmanto arī zinātniskajās laboratorijās un pētījumos. Parasti to izmanto porainu filtru ražošanā, kā atbalstu celulozes acetāta membrānām, lai veiktu elektroforēzi vai osmotisko apmaiņu..

- To izmanto cigarešu filtru konteineru, elektrisko kabeļu, laku un laku ražošanā, kā arī daudzos citos lietojumos.

Atsauces

1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. un Fischer, K. (2008), Cellulose Acetate īpašības un pielietojumi. Makromols. Simp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
2. Encyclopedia Britannica. Celulozes nitrāts. Saturs iegūts 2018. gada 30. aprīlī no: britannica.com
3. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. PubChem. (2018). Saturs iegūts 2018. gada 30. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. Celulozes acetāts. Ielādēts 2018. gada 2. maijā no: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International. PROGEL Saturs iegūts 2018. gada 2. maijā no: iacinternacional.com.ar
6. Alibaba (2018). Membrānas filtri. Saturs iegūts 2018. gada 2. maijā, no: spanish.alibaba.com
7. Ryan H. (2016. gada 23. marts). 21 Spilgti sarkans / sarkans. [Attēls]. Saturs iegūts 2018. gada 2. maijā no: flickr.com
8. Mnolfs. (2006. gada 4. aprīlis). Elektroforēzes gēls. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 2. maijā no: en.wikipedia.org