The selulosa asetat merupakan sebatian organik dan sintetik yang boleh diperolehi dalam pepejal bentuk sebagai serpih, emping atau serbuk putih. Formula molekulnya ialah C 76 H 114 O 49 . Ia dihasilkan dari bahan mentah yang diperoleh dari tumbuhan: selulosa, yang merupakan homopolysaccharide.
Selulosa asetat dihasilkan untuk pertama kalinya di Paris pada tahun 1865 oleh Paul Schützenberger dan Laurent Naudin, setelah asetilasi selulosa dengan anhidrida asetik (CH 3 CO - O - COCH 3 ). Oleh itu, mereka memperoleh salah satu ester selulosa yang paling penting sepanjang masa.
Mengikut ciri-ciri ini, polimer ini ditakdirkan untuk pembuatan plastik untuk bidang sinematografi, fotografi dan di kawasan tekstil, di mana ia mempunyai ledakan yang hebat.
Ia bahkan digunakan dalam industri automotif dan aeronautik, serta sangat berguna dalam makmal kimia dan penyelidikan pada umumnya.
Struktur kimia
Gambar atas mewakili struktur triacetate selulosa, salah satu bentuk asetilasi polimer ini.
Bagaimana struktur ini dijelaskan? Ia dijelaskan dari selulosa, yang terdiri daripada dua cincin glukosa pyranous yang disatukan oleh ikatan glukosidik (R - O - R), antara karbon 1 (anomerik) dan 4.
Ikatan glikosidik ini adalah jenis β 1 -> 4; iaitu, mereka berada di bidang cincin yang sama berkenaan dengan kumpulan -CH 2 OCOCH 3 . Oleh itu, ester asetatnya mengekalkan rangka organik yang sama.
Apa yang akan berlaku sekiranya kumpulan OH pada 3-karbon selulosa triacetate di asetilasi? Ketegangan sterik (spatial) dalam strukturnya akan meningkat. Ini kerana kumpulan –OCOCH 3 akan "bertembung" dengan kumpulan dan cincin glukosa yang berdekatan.
Walau bagaimanapun, selepas tindak balas ini, selulosa asetat butirat diperoleh, produk yang diperoleh dengan tahap asetilasi tertinggi dan polimernya lebih fleksibel.
Penjelasan untuk fleksibiliti ini adalah penghapusan kumpulan OH terakhir dan, oleh itu, ikatan hidrogen antara rantai polimer.
Sebenarnya, selulosa asli mampu membentuk banyak ikatan hidrogen, dan penghapusannya adalah sokongan yang menerangkan perubahan sifat fizikokimia selepas asetilasi.
Oleh itu, asetilasi berlaku pertama pada kumpulan OH yang kurang terhalang secara sterik. Apabila kepekatan anhidrida asetik meningkat, lebih banyak kumpulan H diganti.
Hasilnya, walaupun kumpulan -OCOCH 3 ini meningkatkan berat polimer, interaksi antar molekulnya kurang kuat daripada ikatan hidrogen, "melenturkan" dan mengeraskan selulosa pada masa yang sama.
Mendapatkan
Pembuatannya dianggap sebagai proses yang mudah. Selulosa diekstrak dari pulpa kayu atau kapas, yang mengalami reaksi hidrolisis dalam keadaan waktu dan suhu yang berbeza.
Selulosa bertindak balas dengan anhidrida asetik dalam medium asid sulfurik, yang memangkinkan tindak balas.
Dengan cara ini, selulosa terdegradasi dan polimer yang lebih kecil diperoleh yang mengandungi 200 hingga 300 unit glukosa untuk setiap rantai polimer, hidroksil selulosa digantikan oleh kumpulan asetat.
Hasil akhir tindak balas ini adalah produk pepejal putih, yang boleh mempunyai konsistensi serbuk, serpihan, atau ketulan. Dari ini, serat dapat dibuat, dengan menyebarkannya melalui liang atau lubang di medium dengan udara panas, menguap pelarut.
Melalui proses kompleks ini, pelbagai jenis selulosa asetat diperoleh, bergantung pada tahap asetilasi.
Kerana selulosa mempunyai glukosa sebagai unit struktur monomernya-yang mempunyai 3 kumpulan OH, yang mana ia dapat asetilasi-, di, tri atau bahkan butirat asetat diperolehi.Kumpulan -OCOCH 3 ini bertanggungjawab untuk beberapa sifatnya.
Hartanah
Selulosa asetat mempunyai titik lebur 306 ° C, ketumpatan yang berkisar antara 1,27 hingga 1,34, dan mempunyai berat molekul kira-kira 1811,699 g / mol.
Ia tidak larut dalam pelbagai komponen organik seperti aseton, sikloheksanol, etil asetat, nitropropana, dan etilena diklorida.
Dari produk yang mengandungi selulosa asetat, kelenturan, kekerasan, daya tahan terhadap daya tarikan dihargai, tidak diserang oleh bakteria atau mikroorganisma dan kedap airnya.
Walau bagaimanapun, serat menunjukkan perubahan dimensi mengikut variasi suhu dan kelembapan yang melampau, walaupun serat menahan suhu hingga 80 ° C.
Permohonan
Selulosa asetat menemui banyak kegunaan, termasuk yang berikut:
- Membran untuk pembuatan objek plastik, kertas dan kadbod. Kesan tidak langsung bahan kimia kimia selulosa asetat dijelaskan apabila ia bersentuhan dengan makanan dalam bungkusannya.
- Di area kesehatan ia digunakan sebagai membran dengan lubang diameter kapilari darah, tertanam dalam alat silinder yang memenuhi fungsi peralatan ginjal buatan atau hemodialisis.
- Dalam industri seni dan filem, apabila digunakan sebagai filem tipis untuk pawagam, fotografi dan pita magnetik.
- Pada masa lalu ia digunakan dalam industri tekstil, sebagai serat untuk membuat kain yang berbeza seperti rayon, satin, asetat dan triasetat. Walaupun dalam fesyen, ia menonjol karena harganya yang rendah, untuk kecerahan dan keindahan yang diberikannya pada pakaian.
- Dalam industri automobil, untuk pembuatan bahagian enjin dan casis untuk pelbagai jenis kenderaan.
- Dalam bidang aeronautik, untuk menutup sayap kapal terbang ketika perang.
- Ia juga digunakan secara meluas di makmal saintifik dan penyelidikan. Ia biasanya digunakan dalam pembuatan saringan berliang, sebagai sokongan membran selulosa asetat untuk melakukan elektroforesis atau pertukaran pertukaran osmotik.
- Ia digunakan dalam pembuatan bekas penapis rokok, kabel elektrik, pernis dan lakuer, antara banyak kegunaan lain.
Rujukan
- Fischer, S., Thümmler, K., Volkert, B., Hettrich, K., Schmidt, I. dan Fischer, K. (2008), Properties and Applications of Cellulose Acetate. Makromol. Symp., 262: 89-96. doi: 10.1002 / masy.200850210.
- Ensiklopedia Britannica. Nitrat Selulosa. Diakses pada 30 April 2018, dari: britannica.com
- Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. PubChem. (2018). Diakses pada 30 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Perpustakaan Perubatan Nasional AS. Selulosa asetat. Diakses pada 2 Mei 2018, dari: toxnet.nlm.nih.gov
- IAC Antarabangsa. PROGEL. Diakses pada 2 Mei 2018, dari: iacinternacional.com.ar
- Alibaba. (2018). Penapis Membran. Diakses pada 02 Mei 2018, dari: spanish.alibaba.com
- Ryan H. (23 Mac 2016). 21 Cerah Merah / Merah .. Diakses pada 2 Mei 2018, dari: flickr.com
- Mnolf. (4 April 2006). Gel elektroforesis. . Diakses pada 02 Mei 2018, dari: es.wikipedia.org