该乙酸纤维素是可以在固体获得的有机和合成化合物形式如薄片,碎片或白色粉末。其分子式为C 76 H 114 O 49。它是从植物获得的原料制成的:纤维素,是一种均多糖。
醋酸纤维素是由PaulSchützenberger和Laurent Naudin于1865年在巴黎首次制造的,之后用乙酸酐(CH 3 CO – O – COCH 3)将纤维素乙酰化。因此,他们获得了有史以来最重要的纤维素酯之一。
根据这些特性,该聚合物将用于制造电影,摄影以及纺织领域的塑料,因为该领域蓬勃发展。
它甚至被用于汽车和航空工业,并且在化学和研究实验室中非常有用。
化学结构
上面的图像代表了三乙酸纤维素的结构,这是该聚合物的乙酰化形式之一。
如何解释这种结构?它是由纤维素解释的,纤维素由两个葡萄糖的吡喃环组成,这些吡喃环通过糖苷键(R – O – R)连接在碳1(异头物)和4之间。
这些糖苷键是β1-> 4型的;即,相对于-CH 2 OCOCH 3基,它们在环的同一平面上。因此,其乙酸酯保留了相同的有机骨架。
如果三乙酸纤维素的3个碳原子上的OH基团被乙酰化会怎样?其结构中的空间(空间)张力会增加。这是因为–OCOCH 3基团将与相邻的葡萄糖基团和环“碰撞”。
然而,在该反应之后,获得了乙酸丁酸纤维素,获得的产物具有最高的乙酰化度,并且其聚合物甚至更加柔软。
这种柔性的解释是消除了最后一个OH基团,因此消除了聚合物链之间的氢键。
实际上,原始纤维素能够形成许多氢键,而消除这些氢键是说明乙酰化后其物理化学性质发生变化的载体。
因此,乙酰化首先发生在较少空间受阻的OH基团上。随着乙酸酐浓度的增加,更多的H基团被取代。
结果,尽管这些-OCOCH 3基团增加了聚合物的重量,但它们的分子间相互作用不如氢键强,同时“弯曲”并硬化了纤维素。
取得
其制造被认为是简单的过程。从木浆或棉浆中提取纤维素,然后在不同的时间和温度条件下进行水解反应。
纤维素与乙酸酐在硫酸介质中反应,从而催化反应。
以这种方式,纤维素被降解并且获得了较小的聚合物,其对于每个聚合物链包含200至300个葡萄糖单元,纤维素的羟基被乙酸酯基团取代。
该反应的最终结果是白色固体产物,其可以具有粉末,薄片或团块的稠度。由此,可以通过使纤维通过带有热空气的介质中的孔或孔,使溶剂蒸发来制成纤维。
通过这些复杂的过程,取决于乙酰化程度,可获得各种类型的乙酸纤维素。
由于纤维素具有葡萄糖作为其单体结构单元(具有3个可被乙酰化的OH基团)的事实,因此得到了乙酸,二,三,甚至丁酸酯乙酸盐,这些-OCOCH 3基团负责一些它的属性。
物产
乙酸纤维素的熔点为306℃,密度为1.27-1.34,分子量约为1811.69g / mol。
它不溶于各种有机组分,例如丙酮,环己醇,乙酸乙酯,硝基丙烷和二氯乙烷。
在包含醋酸纤维素的产品中,柔韧性,硬度,抗牵引性很有价值,不会受到细菌或微生物的侵袭以及它们对水的不渗透性。
然而,尽管纤维能够抵抗高达80°C的温度,但纤维仍会根据温度和湿度的极端变化而出现尺寸变化。
应用领域
醋酸纤维素有许多用途,包括以下用途:
-用于制造塑料,纸张和纸板物品的膜。描述了当醋酸纤维素与包装中的食品接触时,其化学添加剂的间接作用。
-在卫生领域,它被用作带有直径为毛细血管直径的孔的膜,并嵌入到圆柱设备中,这些设备可以发挥人造肾脏或血液透析设备的功能。
-在艺术和电影业中,用作电影,摄影和磁带的薄膜时。
-过去,它曾在纺织工业中用作制造各种织物的纤维,例如人造丝,缎纹,醋酸纤维和三醋酸纤维。当它在时尚中时,它以其低成本,亮度和赋予服装的美感而脱颖而出。
-在汽车工业中,用于制造用于不同类型车辆的发动机和底盘部件。
-在航空领域,以覆盖战时的飞机机翼。
-它也广泛用于科学研究实验室。它通常用于制造多孔过滤器,作为醋酸纤维素膜的载体,以进行电泳或渗透交换。
-它可用于制造香烟过滤嘴容器,电缆,清漆和清漆以及许多其他用途。
参考文献
- Fischer,S.,Thümmler,K.,Volkert,B.,Hettrich,K.,Schmidt,I。和Fischer,K。(2008),乙酸纤维素的性质和应用。大分子 262:89-96。doi:10.1002 / masy.200850210。
- 不列颠百科全书。硝酸纤维素。检索于2018年4月30日,来自:britannica.com
- 国家生物技术信息中心。PubChem。(2018)。于2018年4月30日从pubchem.ncbi.nlm.nih.gov检索
- 美国国家医学图书馆。醋酸纤维素。于2018年5月2日检索自:toxnet.nlm.nih.gov
- IAC International。PROGEL。于2018年5月2日从iacinternacional.com.ar检索
- 阿里巴巴 (2018)。膜过滤器。检索于2018年5月2日,来自:spanish.alibaba.com
- Ryan H.(2016年3月23日)。21鲜红色/红色.. 于2018年5月2日检索自:flickr.com
- 诺夫 (2006年4月4日)。电泳胶。。于2018年5月2日从es.wikipedia.org检索