Acetato di cellulosa

Spieghiamo cosa è l'acetato di cellulosa, la sua struttura chimica, le proprietà e le applicazioni

Fibre di acetato di cellulosa

Cos'è l'acetato di cellulosa?

Lui acetato di cellulosa È un composto organico e sintetico che può essere ottenuto in stato solido come scaglie, scale o polvere bianca. La sua formula molecolare è C₇₆H₁₁₄O₄₉. È prodotto dalla materia prima ottenuta dalle piante: cellulosa, che è un omopolisaccaride.

L'acetato di cellulosa fu fabbricato per la prima volta a Parigi, nel 1865 da Paul Schützenberger e Laurent Naudin, dopo cellulosa acetillare con anidride acetica (CH₃Co-o-coch₃). Così ottenuto uno degli esteri di cellulosa più importanti di tutti i tempi.

Le sue proprietà, caratteristiche, forme e dimensioni hanno permesso un ampio spettro di applicazioni per questo polimero di origine naturale. Tali applicazioni dipendono dal grado di porosità o acetilazione della cellulosa.

Secondo queste caratteristiche, il polimero è destinato alla produzione di materie plastiche per il campo della cinematografia, della fotografia e dell'area tessile, dove ha avuto il suo grande momento di boom.

È persino utilizzato nell'industria automobilistica e aeronautica, così come è anche molto utile nei laboratori di chimica e di ricerca in generale.

Struttura chimica dell'acetato di cellulosa

Nell'immagine superiore, è rappresentata la struttura del triaceato di cellulosa, una delle forme acetilate di questo polimero.

Come viene spiegata questa struttura? Viene spiegato dalla cellulosa, che consiste in due anelli gliciti di pirosia uniti da legami glucosidici (-r-o-r), tra carboni 1 (anomerico) e 4 e 4.

Questi collegamenti glucosidici sono di tipo β 1 -> 4; Cioè, sono sullo stesso piano dell'anello rispetto al gruppo -CH₂Ococh₃. Pertanto, il suo estere acetato conserva lo stesso scheletro organico.

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Cosa succederebbe se i gruppi OH fossero acetilati nei carboni 3 di cellulosa triacetato? La tensione di Sigal (spaziale) nella sua struttura sarebbe aumentata. Questo perché il gruppo -ococh₃ "Si scontrerebbe" con i gruppi e gli anelli di glucosio vicini.

Tuttavia, dopo questa reazione si ottiene l'acetato di cellulosa di butirrato, il prodotto ottenuto con il più alto grado di acetilazione e il cui polimero è ancora più flessibile.

La spiegazione di questa flessibilità è l'eliminazione dell'ultimo gruppo OH e, quindi, dei ponti idrogeno tra le catene polimeriche.

In effetti, la cellulosa originale è in grado di formare molti ponti idrogeno e l'eliminazione di questi è il supporto che spiega i cambiamenti delle sue proprietà fisico -chimiche dopo l'acetilazione.

Pertanto, l'acetilazione si verifica prima nei gruppi meno stericamente prevenuti. All'aumentare della concentrazione di anidride acetica, più i gruppi H vengono sostituiti.

Di conseguenza, sebbene questi gruppi -ococh₃ Aumenta il peso del polimero, le loro interazioni intermolecolari sono meno forti dei ponti idrogeno, "flessibili" e induribile cellulosa.

Ottenere acetato di cellulosa

La sua produzione è considerata un processo semplice. Dalla polpa di legno o di cotone, viene estratta la cellulosa, che è soggetta a reazioni di idrolisi in diverse condizioni di tempo e temperatura.

La cellulosa reagisce con l'anidride acetica in un mezzo di acido solforico, che catalizza la reazione.

In questo modo la cellulosa viene degradata e si ottiene un polimero più piccolo che contiene 200-300 unità di glucosio per ciascuna catena polimerica, gli idrossili di cellulosa vengono sostituiti da gruppi di acetato di acetato.

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Il risultato finale di questa reazione è un prodotto solido bianco, che può avere consistenza della polvere, scale o grumi. Da questo puoi preparare le fibre, passandolo attraverso pori o fori in un mezzo con aria calda, evaporando i solventi.

Attraverso questi processi complessi, si ottengono diversi tipi di acetato di cellulosa, a seconda del grado di acetilazione.

Poiché la cellulosa ha come unità strutturale monomerica il glucosio, che ha 3 gruppi OH, che sono quelli che possono essere acetilar -, di, tri o persino butirrato acetati si ottengono.Gruppi di mestos -ococh₃ Sono responsabili di alcune delle loro proprietà.

Proprietà fisiche e chimiche

L'acetato di cellulosa ha un punto di fusione di 306 ° C, una densità che varia tra 1,27 e 1,34 e ha un peso molecolare approssimativo di 1811.699 g/mol.

È insolubile in diversi componenti organici come acetone, cicloesanolo, etilacetato, nitropropano ed etilene dicloruro.

Dai prodotti che contengono acetato di cellulosa, flessibilità, durezza, resistenza alla trazione, da non attaccare da batteri o microrganismi e la loro impermeabilizzazione per l'acqua sono valutate.

Tuttavia, le fibre hanno cambiamenti dimensionali in base alle variazioni estreme di temperatura e umidità, sebbene le fibre resistono a temperature fino a 80 ° C.

Usi/applicazioni dell'acetato di cellulosa

L'acetato di cellulosa trova molti usi, tra cui i seguenti spiccano:

- Membrane per la produzione di oggetti di plastica, carta e cartone. Un effetto additivo chimico indiretto dell'acetato di cellulosa è descritto essendo in contatto con il cibo nella loro confezione.

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- Nell'area della salute viene utilizzato come membrane con spazi vuoti del diametro dei capillari del sangue, incorporati in dispositivi cilindrici che svolgono la funzione di un rene artificiale o dell'equipaggiamento dell'emodialisi.

- All'interno dell'industria artistica e cinematografica, essendo utilizzati come film sottili per i nastri cinematografici, fotografie e magnetici.

- Nei tempi passati è stato utilizzato nel settore tessile, come fibre per elaborare diversi tessuti come rayon, satén, acetato e triacetato. Mentre era di moda, si distingueva per il suo basso costo, per la luminosità e per la bellezza che diede ai vestiti.

- Nell'industria automobilistica, per la produzione di parti di motori e telaio di diversi tipi di veicoli.

- Nel campo dell'aeronautica, per coprire le ali degli aeroplani nei tempi di guerra.

- È anche ampiamente utilizzato nei laboratori scientifici e nella ricerca. In generale, viene utilizzato nella produzione di filtri porosi, come il supporto delle membrane di acetato di cellulosa per eseguire l'elettroforesi o la corsa di scambio osmotico.

- Viene utilizzato nella produzione di contenitori per filtri per sigarette, cavi elettrici, vernici e lacas, tra molti altri usi.