Tselluloosi atsetaadi keemiline struktuur, omadused ja kasutusalad



The tselluloosatsetaat on orgaaniline ja sünteetiline ühend, mida võib saada tahkes vormis helveste, helveste või valge pulbri kujul. Selle molekulaarne valem on C76H114O49. See on valmistatud taimsest toorainest: tselluloos, mis on homopolüsahhariid.

Tselluloosatsetaati valmistati esmakordselt Pariisis, 1865. aastal Paul Schützenberger ja Laurent Naudin pärast tselluloosi atsetüülimist äädikhappe anhüdriidiga (CH3CO-O-COCH3). Nad said ühe kõige olulisema tselluloosi estri.

Nende omaduste kohaselt on polümeer mõeldud plastide valmistamiseks kinematograafia, fotograafia ja tekstiilialale, kus tal on suur buumiaeg..

Seda kasutatakse ka autotööstuses ja lennunduses, samuti on see väga kasulik keemia- ja uurimislaborites üldiselt.

Indeks

  • 1 Keemiline struktuur
  • 2 Saamine
  • 3 Atribuudid
  • 4 Kasutamine
  • 5 Viited

Keemiline struktuur

Selle polümeeri üks atsetüülitud vorme sisaldav tselluloostriatsetaadi struktuur on näidatud ülemisest pildist..

Kuidas seda struktuuri selgitatakse? See on seletatav tselluloosist, mis koosneb kahest glükoosi püranoosi rõngast, mis on seotud glükosiidsidemetega (-R-O-R), süsinike 1 (anomeersete) ja 4 vahel..

Need glükosiidsidemed on β1 -> 4 tüüpi; see tähendab, et nad on samasuguse taseme kui rühma -CH suhtes2OCOCH3. Seetõttu säilitab teie atsetaatester sama orgaanilise karkassi.

Mis juhtuks, kui tselluloosi triatsetaadi 3 süsiniku OH-rühmad atsetüülitakse? See suurendaks struktuuri steerilist (ruumilist) pinget. Seda seetõttu, et rühm -OCOCH3 "Collide" naaberrühmade ja glükoosirõngadega.

Pärast seda reaktsiooni saadakse tselluloosatsetaatbutüraat, mis saadakse kõrgeima atsetüülimisastmega ja mille polümeer on veelgi paindlikum.

Selle paindlikkuse selgitus on viimase OH-rühma ja seega polümeeri ahelate vaheliste vesiniksidemete kõrvaldamine.

Tegelikult on algne tselluloos võimeline moodustama palju vesiniksidemeid ja nende kõrvaldamine on toetus, mis selgitab selle füüsikalis-keemiliste omaduste muutusi pärast atsetüülimist.

Seega esineb atsetüülimine kõigepealt vähem steeriliselt takistatud OH-rühmades. Kuna äädikhappe anhüdriidi kontsentratsioon suureneb, asendatakse rohkem H-rühmi.

Selle tulemusena on need rühmad -OCOCH3 nad suurendavad polümeeri kaalu, nende molekulidevahelised interaktsioonid on vähem tugevad kui vesiniksidemed, "painduv" ja tselluloosi kõvenemine samal ajal.

Saamine

Selle valmistamist peetakse lihtsaks protsessiks. Tselluloos ekstraheeritakse puidust või puuvillast, mis allutatakse hüdrolüüsireaktsioonidele erinevatel aja- ja temperatuuritingimustel..

Tselluloos reageerib äädikhappe anhüdriidiga väävelhappe keskkonnas, mis katalüüsib reaktsiooni.

Sel viisil laguneb tselluloos ja saadakse väiksem polümeer, mis sisaldab 200 kuni 300 glükoosiühikut polümeeri ahela kohta, kusjuures tselluloosi hüdroksüülrühm asendatakse atsetaatrühmadega.

Selle reaktsiooni lõpptulemus on valge tahke toode, millel võib olla pulber, mastaap või ühekordne konsistents. Sellest saab kiudusid välja töötada, kui see viiakse läbi pooride või augudega sooja õhuga keskkonnas, aurustades lahustid..

Nende komplekssete protsesside abil saadakse sõltuvalt atsetüülimise astmest mitu tüüpi tselluloosatsetaati.

Kuna tselluloosil on monomeerset struktuuriüksuse glükoosi, millel on 3 OH-rühma, mis on atsetüülitud rühmad, saadakse di, tri- või isegi butüraat-atsetaadid. Need rühmad -OCOCH3 vastutavad mõnede nende omaduste eest.

Omadused

Tselluloosi atsetaadi sulamistemperatuur on 306 ° C, tihedus on vahemikus 1,27 kuni 1,34 ja selle ligikaudne molekulmass on 1811,699 g / mol.

See ei lahustu mitmetes orgaanilistes komponentides nagu atsetoon, tsükloheksanool, etüülatsetaat, nitropropaan ja etüleendikloriid..

Tooted, mis sisaldavad tselluloosatsetaadi väärtuse paindlikkust, kõvadust, tõmbetugevust, mida ei tohi rünnata bakterid või mikroorganismid ja nende veekindlusetus.

Kuid kiududel on mõõtmetevahelised muutused vastavalt temperatuuri ja niiskuse äärmuslikele muutustele, kuigi kiud takistavad temperatuuri kuni 80 ° C.

Kasutamine

Tselluloosatsetaat leiab palju kasutusviise, mille hulgas on järgmised:

- Membraanid plastist, paberist ja papist valmistamiseks. Tselluloosatsetaadi keemilise lisandi kaudset mõju kirjeldatakse siis, kui see puutub toiduga kokku pakendis.

- Tervise valdkonnas kasutatakse seda vere kapillaaride läbimõõduga aukudena, mis on paigaldatud silindrilistesse seadmetesse, mis täidavad kunstliku neeru või hemodialüüsi seadmeid..

- Kunsti- ja filmitööstuses, kui neid kasutatakse õhukeste filmidena filmide, fotode ja magnetlintide jaoks.

- Varem kasutati seda tekstiilitööstuses kiududena, et valmistada erinevaid kangaid, näiteks rayon, satiin, atsetaat ja triatsetaat. Kuigi see oli moes, paistis see silma oma madalate hindade, heleduse ja rõivastele antud ilu eest.

- Autotööstuses, eri tüüpi sõidukite mootori osade ja šassiide valmistamiseks.

- Lennunduse valdkonnas katta õhusõiduki tiivad sõja ajal.

- Seda kasutatakse laialdaselt ka teaduslaboratooriumides ja teadusuuringutes. Üldiselt kasutatakse seda poorsete filtrite valmistamisel tselluloosatsetaatmembraanide toena elektroforeesi või osmootse vahetusprogrammi läbiviimiseks..

- Seda kasutatakse sigaretifiltri konteinerite, elektrikaablite, lakkide ja lakkide valmistamiseks paljude muude kasutusalade hulgas.

Viited

  1. Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. ja Fischer, K. (2008), omadused ja rakud tselluloosatsetaadist. Makromool. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Encyclopedia Britannica. Tselluloosnitraat. Välja otsitud 30. aprillil 2018 kellelt: britannica.com
  3. Riiklik biotehnoloogia teabekeskus. PubChem. (2018). Välja otsitud 30. aprillil 2018 kellelt: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. USA Riiklik meditsiiniraamatukogu. Tselluloosatsetaat. Välja otsitud 2. mail 2018 alates: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC International. PROGEL Välja otsitud 2. mail 2018 alates: iacinternacional.com.ar
  6. Alibaba (2018). Membraanfiltrid. Välja otsitud 2. mail 2018 kellelt: spanish.alibaba.com
  7. Ryan H. (23. märts 2016). 21 Helepunane / punane [Joonis]. Välja otsitud 2. mail 2018 alates: flickr.com
  8. Mnolf. (4. aprill 2006). Elektroforeesi geel. [Joonis] Välja otsitud 2. mail 2018 alates: en.wikipedia.org