Acetato de celulose

Explicamos o que é acetato de celulose, sua estrutura química, propriedades e usos/aplicações

Fibras de acetato de celulose

O que é acetato de celulose?

Ele acetato de celulose É um composto orgânico e sintético que pode ser obtido em estado sólido como flocos, escalas ou poeira branca. Sua fórmula molecular é C₇₆H₁₁₄QUALQUER₄₉. É fabricado a partir da matéria -prima obtida de plantas: celulose, que é um homopolissacarídeo.

O acetato de celulose foi fabricado pela primeira vez em Paris, em 1865 por Paul Schützenberger e Laurent Naudin, após celulose acetilar com anidrido acético (CH₃Co-O-Coch₃). Assim obteve um dos ésteres de celulose mais importantes de todos os tempos.

Suas propriedades, características, formas e tamanhos permitiram um amplo espectro de aplicações para este polímero de origem natural. Tais aplicações dependem do grau de porosidade ou acetilação da celulose.

De acordo com essas características, o polímero destina -se à fabricação de plásticos para o campo da cinematografia, fotografia e na área têxtil, onde teve seu grande momento de boom.

É até usado na indústria de carros e aeronáuticos, assim como também é muito útil em laboratórios de química e pesquisa em geral.

Estrutura química do acetato de celulose

Na imagem superior, é representada a estrutura do triacate de celulose, uma das formas acetiladas desse polímero.

Como essa estrutura é explicada? É explicado da celulose, que consiste em dois anéis de pirosia glicosa unidos por ligações glucosídicas (-r-o-r), entre carbonos 1 (anomérico) e 4 e 4.

Esses links glucosídicos são do tipo β 1 -> 4; isto é, eles estão no mesmo plano do anel em relação ao grupo -ch₂OCOCH₃. Portanto, seu éster de acetato mantém o mesmo esqueleto orgânico.

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O que aconteceria se os grupos OH fossem acetilados em carbonos 3 da celulose triacetato? A tensão sigal (espacial) em sua estrutura seria aumentada. Isso ocorre porque o grupo -ococh₃ "Colidiria" com os grupos e anéis de glicose vizinhos.

No entanto, após essa reação, o acetato de celulose de butirato é obtido, o produto obtido com o maior grau de acetilação e cujo polímero é ainda mais flexível.

A explicação para essa flexibilidade é a eliminação do último grupo OH e, portanto, das pontes de hidrogênio entre as correntes poliméricas.

De fato, a celulose original é capaz de formar muitas pontes de hidrogênio, e a eliminação deles é o apoio que explica as mudanças de suas propriedades físico -químicas após a acetilação.

Assim, a acetilação ocorre primeiro nos grupos menos prevenidos estericamente. À medida que a concentração de anidrido acético aumenta, além dos grupos H são substituídos.

Como resultado, embora esses grupos -ococh₃ Aumentar o peso do polímero, suas interações intermoleculares são menos fortes que as pontes de hidrogênio, "flexíveis" e endurecendo a celulose.

Obtendo acetato de celulose

Sua fabricação é considerada um processo simples. A partir da madeira ou polpa de algodão, a celulose é extraída, que é submetida a reações de hidrólise sob diferentes condições de tempo e temperatura.

A celulose reage com anidrido acético em um meio de ácido sulfúrico, que catalisa a reação.

Dessa maneira, a celulose é degradada e um polímero menor que contém 200 a 300 unidades de glicose para cada cadeia de polímeros é obtido, os hidroxilos de celulose sendo substituídos por grupos de acetato de acetato.

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O resultado final dessa reação é um produto sólido branco, que pode ter consistência de poeira, escalas ou nódulos. A partir disso, você pode preparar as fibras, passando por poros ou orifícios em um meio com ar quente, evaporando os solventes.

Através desses processos complexos, são obtidos vários tipos de acetato de celulose, dependendo do grau de acetilação.

Porque a celulose tem como unidade estrutural monomérica, a glicose -que possui 3 grupos OH, que são os que podem ser acetilares -, di, tri ou mesmo os acetatos de butirato são obtidos.Grupos Mestos -Oococh₃ Eles são responsáveis ​​por algumas de suas propriedades.

Propriedades físicas e químicas

O acetato de celulose tem um ponto de fusão de 306 ° C, uma densidade que varia entre 1,27 e 1,34 e tem um peso molecular aproximado de 1811.699 g/mol.

É insolúvel em vários componentes orgânicos, como acetona, ciclohexanol, etilacetato, nitropropano e dicloreto de etileno.

A partir dos produtos que contêm acetato de celulose, flexibilidade, dureza, resistência à tração, para não serem atacados por bactérias ou microorganismos e sua impermeabilização na água são valorizados.

No entanto, as fibras têm mudanças dimensionais de acordo com variações extremas de temperatura e umidade, embora as fibras resistam a temperaturas até 80 ° C.

Usos/aplicações de acetato de celulose

O acetato de celulose encontra muitos usos, entre os quais se destacam:

- Membranas para a fabricação de objetos de plástico, papel e papelão. Um efeito aditivo químico indireto do acetato de celulose é descrito por estar em contato com os alimentos em suas embalagens.

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- Na área de saúde, é usado como membranas com lacunas do diâmetro dos capilares sanguíneos, incorporados em dispositivos cilíndricos que cumprem a função de um rim artificial ou equipamento de hemodiálise.

- Dentro da indústria de arte e cinematográfica, sendo usada como filmes finos para cinema, fotografia e fitas magnéticas.

- Nos últimos tempos, era usado na indústria têxtil, como fibras para elaborar diferentes tecidos, como rayon, satén, acetato e triacetato. Enquanto estava na moda, ele se destacou por seu baixo custo, pelo brilho e pela beleza que ele deu às roupas.

- Na indústria automobilística, para a fabricação de partes de motores e chassi de diferentes tipos de veículos.

- No campo da aeronáutica, para cobrir as asas dos aviões nos tempos de guerra.

- Também é amplamente utilizado em laboratórios científicos e pesquisas. Em geral, é usado na fabricação de filtros porosos, como o suporte às membranas de acetato de celulose para executar a eletroforese ou a execução de troca osmótica.

- É usado na fabricação de recipientes de filtro de cigarro, cabos elétricos, vernizes e lacas, entre muitos outros usos.