Acetat de celuloza

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 29 septembrie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Acetat de celuloză (acetat de celuloză) - Esteri ai celulozei și acidului acetic .

Proprietăți fizice

Acetilceluloza este o masă amorfă albă; densitatea este de aproximativ 1300 kg/m³. Când este încălzită la 190–210 °C, culoarea substanței se schimbă. La 230 °C începe să se descompună.

Proprietăți chimice

Alcalii și acizii minerali saponifică treptat acetatul de celuloză.

Obținerea

Acetatul de celuloză se obține prin esterificarea celulozei cu acid acetic :

sau acţiunea anhidridei acetice asupra celulozei.

Materia primă pentru producerea acetatului de celuloză este bumbacul sau celuloza de lemn. Acetilceluloza are o rezistență ridicată la lumină și incombustibilitate. Este folosit pentru producerea de baze fotografice și de film, fibre de acetat , materiale plastice , lacuri etc.

Acetatul secundar se obține ca urmare a hidrolizei parțiale a triacetatului. Conține până la 55% acid acetic legat. De asemenea, se dizolvă în acetonă , un amestec de acetonă și alcool, acetat de etil , dioxan și alți solvenți organici.

Istoricul obținerii și aplicării

Acetatul de celuloză a fost obținut pentru prima dată în laborator de chimistul englez Charles Frederick Cross în 1894. El a observat că acetatul de celuloză avea proprietăți similare cu nitroceluloza , dar nu era inflamabil. Cu toate acestea, nu a fost posibil să găsiți imediat o aplicație pentru noul material din cauza costului ridicat de producție. În 1909, Arthur Eichengrün a primit violoncel, care avea proprietăți similare cu celuloidul . Cellon a avut avantajul siguranței la incendiu și și-a găsit utilizare în producția de filme. Ulterior, a fost inventată o metodă de obținere a acetatului de celuloză din lemn. Această metodă s-a dovedit a fi semnificativ mai ieftină decât metoda utilizată anterior de obținere din vată. De asemenea, acetatul de celuloză a fost folosit pentru a face lacuri folosite pentru a acoperi suprafețele metalice ale avioanelor și ca material izolator. De asemenea, a fost folosit pentru fabricarea de țesături impermeabile, piele artificială etc.

Aplicație

Triacetatul de celuloză sau triacetilceluloza a fost principala substanță în fabricarea substraturilor foto și filmelor din 1952 . De ceva timp, același material a fost folosit ca bază pentru benzi magnetice . În filmele moderne, triacetatul de celuloză este înlocuit cu un suport din poliester care nu se contracție. Denumit în mod obișnuit acetat primar , conține 62,5% acid acetic legat . Solubil în acid acetic, clorură de metilen , cloroform , dicloroetan , anilină , piridină .

Materialele plastice pe bază de acetat de celuloză (etrols) sunt folosite pentru a face materiale plastice durabile . Etrols sunt utilizate în producția de țevi pentru pomparea gazelor naturale , piese pentru mașini, avioane, nave (volante, panouri de bord, mânere, cotiere), telefoane, receptoare radio și televiziune, instrumente medicale, rame de ochelari, jucării, mingi de tenis de masă. , mercerie și papetărie, plectre pentru instrumente muzicale cu coarde ciupite etc.; foi transparente de etoli - ecrane de protecție și de vizualizare, de exemplu, atunci când lucrați cu compuși radioactivi și ușor explozivi. Produsele de la ettrols sunt potrivite pentru lucrul în condiții extreme ale zonei arctice și tropicale.

Până de curând, utilizarea acetatului de celuloză pentru fabricarea raionului era relativ limitată , dar aici ne putem aștepta la o dezvoltare semnificativă a utilizării acestuia în viitorul apropiat, datorită reducerii puternice a costului acetatului de celuloză, precum și ca eliminarea dificultăţilor de vopsire a unui astfel de raion prin descoperirea unor vopsele speciale adecvate acestui scop. În fabricarea acetatului de celuloză din pastă de lemn , ne putem gândi chiar la concurența țesăturilor de mătase artificială cu cele din bumbac.

În 2005, a apărut o invenție bazată pe acetat de celuloză, care se referă la domeniul încărcăturilor de blindare ale combustibililor solizi pentru rachete , și anume, dezvoltarea vehiculelor blindate termoplastice cu emisii reduse de fum. Compusul de blindaj termoplastic cu fum redus pe bază de acetilceluloză conține acetilceluloză, acetiltrietilcitrat, β-(2,4-dinitrofenoxi) etanol și o umplutură. Carbonatul de calciu a fost utilizat ca umplutură , iar componentele compoziției armurii au fost luate în următorul raport (% în greutate: acetiltrietilcitrat 25-36, β-(2,4-dinitrofenoxi)etanol 2,0, carbonat de calciu 30-50, acetat de celuloză restul. EFECT: invenția face posibilă creșterea rezistenței termice a compoziției blindate, menținând în același timp un nivel scăzut al capacității de generare a fumului.

Acetatul de celuloză este un liant eficient utilizat la fabricarea tabletelor. Cu toate acestea, insolubilitatea în apă limitează aplicarea acesteia. În acest sens, utilizarea acetilcelulozei secundare prezintă mari oportunități. Acetatul de celuloză secundar poate fi utilizat ca polimer purtător pentru medicamente pentru a prelungi acțiunea acestora. Acetatul de celuloză secundar se obține ca produs al saponificării parțiale a triacetatului de celuloză. Acetatul de celuloză secundar conține mai multe grupări hidrofile libere și se caracterizează printr-o hidrofilitate mai mare și o capacitate mai mare de a forma diverse legături intermoleculare cu alte ingrediente. Soluțiile apoase de acetat de celuloză secundar la o concentrație de 5-7% au forma unui gel elastic care se diluează ușor cu apă. Soluțiile de acetat de celuloză secundar sunt indiferente din punct de vedere fiziologic, au o reacție neutră, inodore și fără gust, stabile timp de 20-30 de zile. Acetilceluloza secundară permite formarea din ea a fibrelor solubile în apă, care au o rezistență scăzută. Prin modificarea gradului de acetilare a acetilcelulozei secundare, este posibil să se obțină în timp solubilitatea dorită a suturii sau a materialului de astupare. Pe baza fibrelor din acetilceluloză secundară, se consideră oportun să se producă materiale de obturare bactericide prin turnarea lor dintr-un amestec cu substanțe medicinale sau prin adăugare chimică directă a acestor substanțe. Pentru a le proteja de influențele atmosferice, în principal de umiditate, tabletele sunt acoperite (filme) care se dizolvă sub influența acizilor și a enzimelor sucului gastric. Astfel de filme (grosime 0,06-0,1 mm) rezistă destul de fiabil la umiditate, asigurând în același timp dezintegrarea lor în stomac în 10-20 de minute. Astfel de formatori de peliculă includ acetat de celuloză și alte substanțe pe bază de celuloză (dietil și benziaminometilceluloză, derivați alchil ai aminoacetilcelulozei etc.). Tabletele sunt acoperite cu soluții ale acestor substanțe în solvenți organici - alcool etilic sau izopropilic sau acetonă.

Astăzi, acetatul de celuloză este unul dintre liderii de necontestat printre materialele folosite atât pentru producerea ramelor, cât și a ochelarilor de soare. Ramele din acetat de celuloză ocupă, conform diverselor estimări, aproximativ 70% din piața ramelor din plastic. In general, piata este dominata de rame frezate, intrucat permit utilizarea unei mai mari varietati de forme si culori. Modelele laminate „multi-stratificate”, care folosesc straturi multicolore de acetat de celuloză, ale căror proprietăți plastice facilitează realizarea unor astfel de „sandvișuri” fără teama de separare a straturilor, se bucură de o popularitate considerabilă. Multe colecții de rame din acetat de celuloză, produse de companii precum Alain Mikli, Face a Face, Morel, Lafont, Prodesign Denmark, Lunettes Beausoleil, Brenda, aparțin categoriei de rame de preț ridicat. Pentru fabricarea lor, sunt necesare până la 50 de operațiuni, dintre care multe nu pot fi efectuate fără utilizarea muncii manuale. Filmele de acetat de celuloză sunt utilizate în prezent pentru electroforeză . Au o structură microporoasă omogenă, asemănătoare unui burete microscopic, cu un diametru mediu al porilor de câțiva microni. În ele, se observă o extindere mult mai puțin pronunțată a zonelor decât pe hârtia de filtru, care se caracterizează printr-o structură ramificată foarte eterogenă. Filmele de acetat de celuloză sunt de înaltă puritate. Hemicelulozele și ligninele sunt absente în ele, iar metalele grele se găsesc doar în cantități neglijabile. Filmele de acetat de celuloză au o capacitate de adsorbție mult mai mică pentru proteine ​​decât hârtia, deci nu formează „cozi” care se observă în timpul electroforezei pe hârtie de filtru. Fundalul după colorare se dovedește a fi incolor și dungile separate apar clar pe el. Aceste avantaje fac posibilă utilizarea electroforezei pe filme de acetat de celuloză pentru (studiul unor cantități extrem de mici de substanțe și durează mai puțin timp pentru a efectua experimentul. În plus, acetatul de celuloză este un mediu potrivit pentru imunodifuzie și, prin urmare, filmele din acesta pot fi folosite pentru imunoelectroforeză.Inițial , peliculele filmele din acetat de celuloză erau destinate filtrării, iar Kohn le-a recomandat ca mediu suport pentru electroforeză pentru prima dată în 1957. De atunci, au găsit o aplicație largă.Filmele de acetat de celuloză sunt ceva mai scumpe decât hârtia de filtru, care în multe cazuri împiedică utilizarea lor în electroforeză în locul hârtiei. Această metodă este utilă pentru separarea unor cantități mici de substanțe, mai ales având în vedere că are și o rezoluție mai mare și necesită mai puțin timp. În anii 60, industria producea mai multe tipuri de instrumente microelectronice. electroforeză pe acetat de celuloză. Totodată, a fost propus un mediu suport modificat - acetat de celuloză gelatinizat, numit cellogel (Ce'llogel). Spre deosebire de filmele convenționale de acetat de celuloză, cellogelul este furnizat umed și trebuie păstrat în metanol 30% până la utilizare.

De obicei, acetilarea celulozei are ca rezultat un produs cu înlocuirea completă a tuturor celor trei hidroxili cu grupări acetat, adică triacetat de celuloză. Triacetatul de celuloză este solubil numai în solvenți scumpi sau toxici, cum ar fi cloroformul sau tetracloretanul, care l-au împiedicat să se răspândească de ceva timp. S-a demonstrat apoi că hidroliza acidă ușoară produce acetat de celuloză (diacetat de celuloză ) solubil în acetonă. Hidroliza este efectuată până când cel puțin o grupare acetat este înlocuită din nou cu hidroxil. Proprietățile diacetatului de celuloză variază în funcție de gradul de acetilare, cantitatea și tipul de plastifiant folosit, dar în general este un material dur, durabil, cu proprietăți electrice uscate bune, combinând proprietăți bune de izolare cu rezistența la arc și la coroziune. Diacetatul s-a dovedit în producția de filme de diacetat.

Filmele de diacetat sunt foarte sensibile la absorbția umidității și, prin urmare, nu diferă în stabilitatea dimensională atunci când umiditatea se schimbă. Au o transparență ridicată și un luciu bun, rezistență la rupere uscată. Acceptă bine tipărirea; sunt folosite ca strat exterior de laminate multistrat ca acoperire rezistentă la uzură. Prezența obligatorie a plastifianților necesită atenție atunci când alegeți o marcă pentru ambalarea alimentelor.

Filmele se înmoaie când sunt încălzite, dar nu pot fi sudate între ele, astfel încât peliculele sunt unite prin lipire. Ele pot fi, de asemenea, acoperite cu un compus termoetanșabil. Permeabilitatea filmelor, atât la gaze, cât și la vaporii de apă, este ridicată. Acizii și alcaliile diluate au un efect redus asupra peliculelor, în timp ce acizii și alcaliile puternice provoacă descompunerea. Diacetatul este solubil în acetonă și un amestec de acetonă cu apă într-un raport de 80:20, insolubil în clorură de metilen, în timp ce triacetatul se comportă exact invers. Filmele subțiri sunt ușor de tăiat, modelat, pliat.

Filmele de diacetat sunt folosite în multe domenii, în special pentru ambalare. De asemenea, sunt folosite pentru vitrarea serelor, focarelor, cotețelor de găini, deoarece sunt transparente la radiațiile UV (transmiterea razelor UV printr-o peliculă de 250 microni - 85%, lumină vizibilă - 93%). Uneori, peliculele sunt armate prin plasarea de bumbac sau plasă de sârmă între două straturi de film și apoi presarea la cald împreună sau trecerea armăturii printr-o soluție de acetat de celuloză folosită pentru irigare.

Triacetat de celuloză. Filmele de triacetat absorb mai puțină umiditate și sunt mai stabile dimensional. Sunt mai puțin permeabile la gaze și vapori. După cum sa menționat mai sus, ele sunt solubile în clorură de metilen și insolubile într-un amestec 80:20 de acetonă și apă.

Filmele triacetate sunt utilizate în principal ca filme sau filme cu raze X. Unele companii folosesc triacetat de celuloză pentru a face lentile de ochelari de soare de înaltă rezistență, care nu se sparg.

Note

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii