โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้ประโยชน์เซลลูโลสอะซิเตท

เซลลูโลสอะซิเตท เป็นสารประกอบอินทรีย์และสังเคราะห์ที่สามารถรับได้ในสถานะของแข็งเช่นเกล็ดสะเก็ดหรือผงสีขาว สูตรโมเลกุลของมันคือ C₇₆H₁₁₄O₄₉. มันทำจากวัตถุดิบที่ได้จากพืช: เซลลูโลสซึ่งเป็น homopolysaccharide.

เซลลูโลสอะซิเตทผลิตครั้งแรกในปารีสในปี 2408 โดยพอลSchützenbergerและลอเรนต์ Naudin หลังจากเซลลูโลสอะเซทิเลตกับอะซิติกแอนไฮไดรด์ (CH₃CO-O-Coch₃) พวกเขาได้รับหนึ่งในเซลลูโลสเอสเทอร์ที่สำคัญที่สุดตลอดกาล.

จากคุณสมบัติเหล่านี้พอลิเมอร์ถูกกำหนดให้ผลิตพลาสติกสำหรับการถ่ายทำภาพยนตร์การถ่ายภาพและในพื้นที่สิ่งทอซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีความเจริญรุ่งเรืองอย่างมาก.

มันถูกนำมาใช้แม้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และการบินเช่นเดียวกับมันมีประโยชน์มากในห้องปฏิบัติการทางเคมีและการวิจัยโดยทั่วไป.

ดัชนี

• 1 โครงสร้างทางเคมี
• 2 การได้รับ
• 3 คุณสมบัติ
• 4 ใช้
• 5 อ้างอิง

โครงสร้างทางเคมี

โครงสร้างของเซลลูโลส triacetate ซึ่งเป็นหนึ่งในรูปแบบ acetylated ของพอลิเมอร์นี้จะแสดงในภาพบน.

โครงสร้างนี้อธิบายได้อย่างไร? มันถูกอธิบายจากเซลลูโลสซึ่งประกอบด้วยวงแหวน pyranose สองอันของกลูโคสที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิค (-R-O-R) ระหว่างคาร์บอน 1 (anomeric) และ 4.

พันธะ glycosidic เหล่านี้เป็นประเภทβ 1 -> 4; นั่นคือพวกเขาอยู่ในระนาบเดียวกันกับแหวนที่เกี่ยวกับกลุ่ม -CH₂OCOCH₃. ดังนั้นเอสเทตอะซิเตทของคุณจึงคงโครงกระดูกออร์แกนิคที่เหมือนกัน.

จะเกิดอะไรขึ้นถ้ากลุ่ม OH ใน 3 carbons ของเซลลูโลส triacetate ถูก acetylated มันจะเพิ่มความตึงเครียด steric (เชิงพื้นที่) ในโครงสร้างของมัน นี่เป็นเพราะกลุ่ม -OCOCH₃ "ชนกัน" กับกลุ่มใกล้เคียงและวงแหวนกลูโคส.

อย่างไรก็ตามหลังจากที่ได้รับบิวเทรตเซลลูโลสอะซิเตทปฏิกิริยานี้แล้วผลิตภัณฑ์ที่ได้รับมีระดับสูงสุดของอะซิติเลชั่นและมีความยืดหยุ่นมากยิ่งขึ้น.

คำอธิบายสำหรับความยืดหยุ่นนี้คือการกำจัดกลุ่ม OH ล่าสุดและดังนั้นจึงเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโซ่พอลิเมอร์.

ในความเป็นจริงเซลลูโลสดั้งเดิมนั้นสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้จำนวนมากและการกำจัดสิ่งเหล่านี้คือการสนับสนุนที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์หลังจากอะซิติเลชั่น.

ดังนั้นอะซิติเลชั่นจึงเกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในกลุ่ม OH ที่ไม่สามารถขัดขวางได้ เมื่อความเข้มข้นของกรดอะซิติกเพิ่มขึ้นกลุ่ม H จะถูกแทนที่.

เป็นผลให้ในขณะที่กลุ่มเหล่านี้ -OCOCH₃ พวกมันเพิ่มน้ำหนักของพอลิเมอร์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของพวกมันจะน้อยกว่าพันธะไฮโดรเจน "ยืดหยุ่นได้" และทำให้เซลลูโลสแข็งตัวในเวลาเดียวกัน.

การได้รับ

การผลิตถือว่าเป็นกระบวนการที่ง่าย เซลลูโลสสกัดจากเนื้อไม้หรือฝ้ายซึ่งถูกปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสภายใต้เงื่อนไขของเวลาและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน.

เซลลูโลสทำปฏิกิริยากับอะซิติกแอนไฮไดรด์ในตัวกลางกรดซัลฟิวริกซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา.

ด้วยวิธีนี้เซลลูโลสจะสลายตัวและพอลิเมอร์ขนาดเล็กที่มี 200 ถึง 300 หน่วยกลูโคสต่อห่วงโซ่พอลิเมอร์ไฮดรอกซิลของเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มอะซิเตท.

ผลสุดท้ายของปฏิกิริยานี้คือผลิตภัณฑ์ของแข็งสีขาวซึ่งอาจมีความสม่ำเสมอของผงขนาดหรือก้อน จากนี้เส้นใยสามารถอธิบายได้เมื่อผ่านรูขุมขนหรือรูในสื่อที่มีอากาศร้อนระเหยตัวทำละลาย.

ด้วยกระบวนการที่ซับซ้อนเหล่านี้เซลลูโลสอะซิเตทหลายชนิดได้มาซึ่งขึ้นอยู่กับระดับของอะซิติเลชั่น.

เนื่องจากเซลลูโลสมีกลูโคสหน่วยโครงสร้าง monomeric ซึ่งมี 3 กลุ่ม OH ซึ่งเป็นที่สามารถ acetylated, di, tri หรือ butyrate acetates ได้กลุ่มเหล่านี้ -OCOCH₃ รับผิดชอบคุณสมบัติบางอย่างของพวกเขา.

สรรพคุณ

เซลลูโลสอะซิเตทมีจุดหลอมเหลวที่ 306 ° C มีความหนาแน่นตั้งแต่ 1.27 ถึง 1.34 และมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 1811.699 กรัม / โมล.

มันไม่สามารถละลายได้ในส่วนประกอบอินทรีย์หลายชนิดเช่นอะซิโตนไซโคลเฮกซาทานนเอทิลอะซีเตทไนโตรโปรเพนและเอทิลีนไดคลอไรด์.

ผลิตภัณฑ์ที่มีความยืดหยุ่นของมูลค่าเซลลูโลสอะซิเตทความแข็งความต้านทานแรงดึงไม่ให้ถูกโจมตีจากแบคทีเรียหรือจุลินทรีย์และการซึมผ่านของน้ำ.

อย่างไรก็ตามเส้นใยมีการเปลี่ยนแปลงมิติตามอุณหภูมิและความชื้นที่เปลี่ยนแปลงอย่างมากแม้ว่าเส้นใยจะสามารถต้านทานอุณหภูมิได้สูงถึง 80 ° C.

การใช้งาน

เซลลูโลสอะซิเตทพบการใช้งานมากมายซึ่งโดดเด่นดังต่อไปนี้:

- เมมเบรนสำหรับการผลิตวัตถุที่ทำจากพลาสติกกระดาษและกระดาษแข็ง ผลกระทบทางอ้อมของสารเติมแต่งทางเคมีของเซลลูโลสอะซิเตทอธิบายเมื่อสัมผัสกับอาหารในบรรจุภัณฑ์.

- ในพื้นที่สุขภาพจะใช้เป็นเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีรูขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอยที่ฝังอยู่ในอุปกรณ์รูปทรงกระบอกที่ทำหน้าที่ของไตเทียมหรืออุปกรณ์ไตเทียม.

- ภายในอุตสาหกรรมศิลปะและภาพยนตร์เมื่อใช้เป็นฟิล์มบางสำหรับภาพยนตร์การถ่ายภาพและเทปแม่เหล็ก.

- ในอดีตเคยใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นเส้นใยในการทำผ้าหลากหลายชนิดเช่นเรยอนซาตินอะซิเตทและ triacetate ในขณะที่มันทันสมัยมันโดดเด่นด้วยราคาที่ต่ำความสว่างและความงามที่มอบให้กับเสื้อผ้า.

- ในอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์และแชสซีของยานพาหนะประเภทต่าง ๆ.

- ในสาขาวิชาการบินเพื่อหุ้มปีกของเครื่องบินในยามสงคราม.

- มันยังใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์และการวิจัย โดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตตัวกรองที่มีรูพรุนซึ่งเป็นการสนับสนุนเยื่อหุ้มเซลลูโลสอะซิเตทเพื่อดำเนินการอิเล็กโตรโฟรีซิสหรือการแลกเปลี่ยนออสโมติก.

- มันถูกใช้ในการผลิตภาชนะบรรจุตัวกรองบุหรี่, สายไฟฟ้า, เคลือบเงาและแลคเกอร์ในการใช้งานอื่น ๆ อีกมากมาย.

การอ้างอิง

1. Fischer, S. , Thümmler, K. , Volkert, B. , Hettrich, K. , Schmidt, I. และ Fischer, K. (2008), คุณสมบัติและการใช้งานของเซลลูโลสอะซิเตท Macromol Symp., 262: 89-96 ดอย: 10.1002 / masy.200850210.
2. สารานุกรมบริแทนนิกา เซลลูโลสไนเตรต สืบค้นเมื่อวันที่ 30 เมษายน 2018 จาก: britannica.com
3. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. PubChem (2018) สืบค้นเมื่อวันที่ 30 เมษายน 2018 จาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. สหรัฐอเมริกา หอสมุดแห่งชาติการแพทย์ เซลลูโลสอะซิเตท สืบค้นเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2018 จาก: toxnet.nlm.nih.gov
5. IAC International PROGEL สืบค้นเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2018 จาก: iacinternacional.com.ar
6. อาลีบาบา (2018) ไส้กรองเมมเบรน สืบค้นเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2018 จาก: spanish.alibaba.com
7. Ryan H. (23 มีนาคม 2016) 21 แดงสด / แดง [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2018 จาก: flickr.com
8. Mnolf (4 เมษายน 2549) เจลอิเล็กโทร [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2018 จาก: en.wikipedia.org