Cellulose Acetate Cấu trúc hóa học, tính chất và công dụng



các xenluloza là một hợp chất hữu cơ và tổng hợp có thể thu được ở trạng thái rắn dưới dạng mảnh, mảnh hoặc bột trắng. Công thức phân tử của nó là C76H114Ôi49. Nó được làm từ nguyên liệu thô thu được từ thực vật: cellulose, là một homopolysacarit.

Cellulose acetate được sản xuất lần đầu tiên tại Paris, vào năm 1865 bởi Paul Schützenberger và Laurent Naudin, sau khi acetyl hóa cellulose với anhydrid acetic (CH3CO-O-COCH3). Họ đã thu được một trong những este cellulose quan trọng nhất mọi thời đại.

Theo những đặc điểm này, polymer được dành cho việc sản xuất nhựa cho lĩnh vực điện ảnh, nhiếp ảnh và trong khu vực dệt may, nơi nó có thời điểm bùng nổ tuyệt vời.

Nó được sử dụng ngay cả trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không, cũng như nó rất hữu ích trong các phòng thí nghiệm hóa học và nghiên cứu nói chung.

Chỉ số

  • 1 Cấu trúc hóa học
  • 2 Lấy
  • 3 thuộc tính
  • 4 công dụng
  • 5 tài liệu tham khảo

Cấu trúc hóa học

Cấu trúc của cellulose triacetate, một trong những dạng acetyl hóa của polymer này, được hiển thị trong hình trên..

Cấu trúc này được giải thích như thế nào? Nó được giải thích từ cellulose, bao gồm hai vòng glucose pyranose được liên kết bởi các liên kết glycosid (-R-O-R), giữa các nguyên tử cacbon 1 (anomeric) và 4.

Các liên kết glycosid này thuộc loại β 1 -> 4; nghĩa là, chúng ở cùng mặt phẳng với vòng đối với nhóm -CH2OCOCH3. Do đó, este acetate của bạn giữ lại bộ xương hữu cơ.

Điều gì sẽ xảy ra nếu các nhóm OH trong 3 nguyên tử của triacetate cellulose bị acetyl hóa? Nó sẽ làm tăng sức căng steric (không gian) trong cấu trúc của nó. Điều này là do nhóm -OCOCH3 "Va chạm" với các nhóm lân cận và vòng glucose.

Tuy nhiên, sau phản ứng cellulose acetate butyrate này, sản phẩm thu được với mức độ acetyl hóa cao nhất và polymer của nó thậm chí còn linh hoạt hơn.

Giải thích cho tính linh hoạt này là loại bỏ nhóm OH cuối cùng và do đó, liên kết hydro giữa các chuỗi polymer.

Trên thực tế, cellulose ban đầu có khả năng hình thành nhiều liên kết hydro và việc loại bỏ chúng là sự hỗ trợ giải thích sự thay đổi tính chất hóa lý của nó sau khi acetyl hóa.

Do đó, acetyl hóa xảy ra đầu tiên trong các nhóm OH ít bị cản trở hơn. Khi nồng độ anhydrid acetic tăng, nhiều nhóm H được thay thế.

Kết quả là, trong khi các nhóm này -OCOCH3 chúng làm tăng trọng lượng của polymer, tương tác giữa các phân tử của chúng kém mạnh hơn các liên kết hydro, "uốn dẻo" và làm cứng cellulose cùng một lúc.

Lấy

Sản xuất của nó được coi là một quá trình đơn giản. Cellulose được chiết xuất từ ​​bột gỗ hoặc bông, chịu các phản ứng thủy phân trong các điều kiện thời gian và nhiệt độ khác nhau..

Cellulose phản ứng với anhydrid acetic trong môi trường axit sunfuric, xúc tác cho phản ứng.

Theo cách này, cellulose bị phân hủy và một polymer nhỏ hơn chứa 200 đến 300 đơn vị glucose trên mỗi chuỗi polymer, thu được hydroxyl của cellulose bằng các nhóm acetate.

Kết quả cuối cùng của phản ứng này là một sản phẩm rắn màu trắng, có thể có độ sệt, vảy hoặc vón cục. Từ đó, các sợi có thể được chế tạo, khi đi qua lỗ hoặc lỗ trong môi trường có không khí nóng, làm bay hơi các dung môi.

Thông qua các quá trình phức tạp này, một số loại cellulose acetate thu được, tùy thuộc vào mức độ acetyl hóa.

Bởi vì cellulose có glucose đơn vị cấu trúc đơn phân, có 3 nhóm OH, đó là những nhóm có thể acetyl hóa, di, tri hoặc thậm chí butyrate acetate thu được.m Những nhóm này -OCOCH3 chịu trách nhiệm cho một số tài sản của họ.

Thuộc tính

Cellulose acetate có nhiệt độ nóng chảy 306 ° C, mật độ dao động từ 1,27 đến 1,34 và có trọng lượng phân tử xấp xỉ 1811,699 g / mol.

Nó không hòa tan trong một số thành phần hữu cơ như acetone, cyclohexanol, ethylacetate, nitropropane và ethylene dichloride.

Sản phẩm có chứa giá trị cellulose acetate linh hoạt, độ cứng, độ bền kéo, không bị vi khuẩn hoặc vi sinh vật tấn công và không thấm nước của chúng.

Tuy nhiên, các sợi có sự thay đổi kích thước theo sự thay đổi cực độ của nhiệt độ và độ ẩm, mặc dù các sợi chống lại nhiệt độ lên tới 80 ° C.

Công dụng

Cellulose acetate tìm thấy nhiều công dụng, trong đó nổi bật sau đây:

- Màng lọc để sản xuất đồ vật bằng nhựa, giấy và các tông. Một tác động gián tiếp của phụ gia hóa học của cellulose acetate được mô tả khi nó tiếp xúc với thực phẩm trong bao bì của nó.

- Trong khu vực y tế, nó được sử dụng như các màng có lỗ đường kính mao mạch máu, được nhúng trong các thiết bị hình trụ đáp ứng chức năng của một thiết bị chạy thận nhân tạo hoặc chạy thận nhân tạo.

- Trong ngành công nghiệp nghệ thuật và phim ảnh, khi được sử dụng làm phim mỏng cho phim, nhiếp ảnh và băng từ.

- Trước đây, nó được sử dụng trong ngành dệt may làm sợi để tạo ra các loại vải khác nhau như rayon, satin, acetate và triacetate. Mặc dù nó là thời trang, nó nổi bật với chi phí thấp, vì độ sáng và vẻ đẹp mà nó mang lại cho quần áo.

- Trong ngành công nghiệp ô tô, để sản xuất các bộ phận động cơ và khung gầm của các loại xe khác nhau.

- Trong lĩnh vực hàng không, để khoác cánh máy bay trong thời chiến.

- Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm khoa học và nghiên cứu. Nói chung, nó được sử dụng trong sản xuất các bộ lọc xốp, như là một hỗ trợ cho màng cellulose acetate để thực hiện quá trình điện di hoặc trao đổi thẩm thấu.

- Nó được sử dụng trong sản xuất hộp đựng thuốc lá, dây cáp điện, vecni và sơn mài, trong số nhiều công dụng khác.

Tài liệu tham khảo

  1. Fischer, S., Thümmler, K., ROLert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. và Fischer, K. (2008), Tính chất và ứng dụng của Cellulose Acetate. Macromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
  2. Bách khoa toàn thư Britannica. Cellulose Nitrat. Truy cập ngày 30 tháng 4 năm 2018, từ: britannica.com
  3. Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia. PubChem. (2018). Truy cập ngày 30 tháng 4 năm 2018, từ: pubool.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Hoa Kỳ Thư viện Y khoa Quốc gia. Cellulose acetate. Truy cập ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: toxnet.nlm.nih.gov
  5. IAC quốc tế. CHƯƠNG TRÌNH Truy cập vào ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: iaci INTERNacional.com.ar
  6. Alibaba (2018). Màng lọc. Truy cập ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: Tây Ban Nha.alibaba.com
  7. Ryan H. (ngày 23 tháng 3 năm 2016). 21 Đỏ / Đỏ tươi. [Hình]. Truy cập ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: flickr.com
  8. Mnolf. (Ngày 4 tháng 4 năm 2006). Gel điện di. [Hình] Truy cập ngày 2 tháng 5 năm 2018, từ: en.wikipedia.org