Il acetato di cellulosa È un composto organico e sintetico che può essere ottenuto allo stato solido come fiocchi, fiocchi o polvere bianca. La sua formula molecolare è C76H114O49. È prodotto dalla materia prima ottenuta dalle piante: la cellulosa, che è un omopolisaccaride.
L'acetato di cellulosa fu prodotto per la prima volta a Parigi nel 1865 da Paul Schützenberger e Laurent Naudin, dopo aver acetilato la cellulosa con anidride acetica (CH3CO-O-COCH3). Hanno così ottenuto uno dei più importanti esteri di cellulosa di tutti i tempi.
In base a queste caratteristiche, il polimero viene utilizzato per la produzione di materie plastiche per il campo della cinematografia, della fotografia e nel settore tessile, dove ha avuto il suo grande boom.
Viene utilizzato anche nell'industria automobilistica e aeronautica, oltre che molto utile nella chimica e nei laboratori di ricerca in genere..
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L'immagine in alto rappresenta la struttura del triacetato di cellulosa, una delle forme acetilate di questo polimero..
Come viene spiegata questa struttura? È spiegato dalla cellulosa, che consiste in due anelli piranoici di glucosi legati da legami glucosidici (-R-O-R), tra i carboni 1 (anomerico) e 4.
Questi legami glicosidici sono del tipo β 1 -> 4; cioè si trovano sullo stesso piano dell'anello rispetto al gruppo -CHDueOCOCH3. Pertanto, il suo estere acetato preserva lo stesso scheletro organico.
Cosa accadrebbe se i gruppi OH ai 3 atomi di carbonio del triacetato di cellulosa fossero acetilati? La tensione sterica (spaziale) nella sua struttura aumenterebbe. Questo perché il gruppo -OCOCH3 "Entrerebbe in collisione" con i gruppi e gli anelli del glucosio vicini.
Tuttavia, dopo questa reazione, si ottiene butirrato di acetato di cellulosa, 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 legami idrogeno tra le catene polimeriche.
Infatti, la cellulosa originale è in grado di formare molti legami idrogeno, e l'eliminazione di questi è il supporto che spiega i cambiamenti nelle sue proprietà fisico-chimiche dopo l'acetilazione..
Pertanto, l'acetilazione si verifica prima sui gruppi OH meno stericamente impediti. All'aumentare della concentrazione di anidride acetica, vengono sostituiti più gruppi H..
Di conseguenza, mentre questi gruppi -OCOCH3 aumentare il peso del polimero, le loro interazioni intermolecolari sono meno forti dei legami idrogeno, "flettendo" e indurendo contemporaneamente la cellulosa.
La sua fabbricazione è considerata un processo semplice. La cellulosa viene estratta dalla polpa di legno o cotone, che subisce 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 da 200 a 300 unità di glucosio per ciascuna catena polimerica, l'idrossile della cellulosa essendo sostituito da gruppi acetato..
Il risultato finale di questa reazione è un prodotto solido bianco, che può avere la consistenza di polvere, fiocchi o grumi. Da questo si possono ricavare le fibre, facendolo passare attraverso pori o fori in un mezzo con aria calda, facendo evaporare i solventi.
Attraverso questi complessi processi si ottengono vari tipi di acetato di cellulosa, a seconda del grado di acetilazione..
Poiché la cellulosa ha il glucosio come unità strutturale monomerica, che ha 3 gruppi OH, che sono quelli che possono essere acetilati, si ottengono acetati di, tri o anche butirrato.3 sono responsabili di alcune delle sue proprietà.
L'acetato di cellulosa ha un punto di fusione di 306 ° C, una densità compresa tra 1,27 e 1,34 e un peso molecolare approssimativo di 1811,699 g / mol..
È insolubile in vari componenti organici come acetone, cicloesanolo, acetato di etile, nitropropano e dicloruro di etilene.
Dei prodotti che contengono acetato di cellulosa si valorizzano flessibilità, durezza, resistenza alla trazione, non essere attaccati da batteri o microrganismi e la loro impermeabilità all'acqua.
Tuttavia, le fibre presentano cambiamenti dimensionali in base a variazioni estreme di temperatura e umidità, sebbene le fibre resistano a temperature fino a 80 ° C.
L'acetato di cellulosa trova molti usi, tra cui i seguenti:
- Membrane per la fabbricazione di oggetti in plastica, carta e cartone. Un effetto additivo chimico indiretto dell'acetato di cellulosa viene descritto quando è a contatto con gli alimenti nella sua confezione..
- In ambito sanitario, viene utilizzato come membrane con fori del diametro dei capillari sanguigni, incorporate in dispositivi cilindrici che svolgono la funzione di un rene artificiale o di un'apparecchiatura per emodialisi..
- Nell'industria dell'arte e del cinema, utilizzato come pellicola sottile per film, fotografia e nastri magnetici.
- In passato veniva utilizzata nell'industria tessile, come fibra per realizzare diversi tessuti come il rayon, il raso, l'acetato e il triacetato. Pur essendo di moda si distingueva per il basso costo, per la luminosità e per la bellezza che dava ai capi..
- Nell'industria automobilistica, per la produzione di parti di motore e telaio per diversi tipi di veicoli.
- Nel campo dell'aeronautica, per rivestire le ali degli aeroplani in tempo di guerra.
- È anche ampiamente utilizzato nei laboratori scientifici e di ricerca. Viene generalmente utilizzato nella fabbricazione di filtri porosi, come supporto per membrane in acetato di cellulosa per effettuare la corsa di elettroforesi o scambio osmotico.
- Viene utilizzato nella produzione di contenitori per filtri di sigarette, cavi elettrici, vernici e lacche, tra molti altri usi.
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