Cellulosaacetat

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 29 september 2021; kontroller kräver 3 redigeringar .

Cellulosaacetat (Cellulosaacetat) - Estrar av cellulosa och ättiksyra .

Fysiska egenskaper

Acetylcellulosa är en vit amorf massa; densiteten är cirka 1300 kg/m³. Vid uppvärmning till 190–210 °C ändras ämnets färg. Vid 230 °C börjar det sönderfalla.

Kemiska egenskaper

Alkalier och mineralsyror förtvålar gradvis cellulosaacetat.

Får

Cellulosaacetat erhålls genom förestring av cellulosa med ättiksyra :

eller verkan av ättiksyraanhydrid på cellulosa.

Råvaran för tillverkning av cellulosaacetat är bomull eller trämassa. Acetylcellulosa har hög ljusbeständighet och obrännbarhet. Det används för produktion av fotografiska och filmbaser, acetatfibrer , plaster , fernissor , etc.

Sekundärt acetat erhålls som ett resultat av partiell hydrolys av triacetat. Innehåller upp till 55 % bunden ättiksyra. Det löser sig också i aceton , en blandning av aceton och alkohol, etylacetat , dioxan och andra organiska lösningsmedel.

Historik för erhållande och tillämpning

Cellulosaacetat erhölls först i laboratoriet av den engelske kemisten Charles Frederick Cross 1894. Han märkte att cellulosaacetat hade liknande egenskaper som nitrocellulosa , men var inte brandfarligt. Det var dock inte möjligt att omedelbart hitta en ansökan för det nya materialet på grund av de höga produktionskostnaderna. 1909 fick Arthur Eichengrün cellon, som i egenskaper liknade celluloid . Cellon hade fördelen av brandsäkerhet och fann användning i filmproduktion. Senare uppfanns en metod för att få fram cellulosaacetat från trä. Denna metod visade sig vara betydligt billigare än den tidigare använda metoden för att få från bomullsull. Dessutom användes cellulosaacetat för att tillverka lack som användes för att belägga metallytorna på flygplan och som ett isolerande material. Det användes också för tillverkning av vattentäta tyger, konstläder , etc.

Applikation

Cellulosatriacetat , eller Triacetylcellulosa , har varit huvudämnet i tillverkningen av foto- och filmsubstrat sedan 1952 . Under en tid användes samma material som grund för magnetband . I moderna spelfilmer ersätts cellulosatriacetat med en icke-krympande polyesterbaksida . Vanligtvis kallad primäracetat innehåller den 62,5 % bunden ättiksyra . Löslig i ättiksyra, metylenklorid , kloroform , dikloretan , anilin , pyridin .

Cellulosaacetatbaserade plaster (etroler) används för att tillverka hållbara plaster . Etroler används vid tillverkning av rör för pumpning av naturgas , delar till bilar, flygplan, fartyg (rattar, instrumentpaneler, handtag, armstöd), telefoner, radio- och tv-mottagare, medicinska instrument, glasögonbågar, leksaker, bordtennisbollar , sybehör och pappersvaror, plektrum för strängplockade musikinstrument , etc.; genomskinliga ark av etroler - skydds- och visningsskärmar, till exempel när man arbetar med radioaktiva och lättexplosiva föreningar. Produkter från etrols är lämpliga för arbete under extrema förhållanden i Arktis och tropikerna.

Tills nyligen var användningen av cellulosaacetat för tillverkning av rayon relativt begränsad , men det är här som vi kan förvänta oss en betydande utveckling av dess användning inom en snar framtid, på grund av den kraftiga minskningen av kostnaden för cellulosaacetat, liksom som eliminering av svårigheter att färga sådan rayon genom upptäckten av speciella färger som är lämpliga för detta ändamål. Vid tillverkning av cellulosaacetat från trämassa kan man till och med tänka på konkurrensen mellan konstgjorda sidentyger och bomullstyger.

2005 dök en uppfinning upp baserad på cellulosaacetat, som relaterar till området för pansarladdningar av fasta raketbränslen , nämligen utvecklingen av termoplastiska lågrökande pansarfordon. Termoplastisk lågrökande pansarförening baserad på acetylcellulosa innehåller acetylcellulosa, acetyltrietylcitrat, β-(2,4-dinitrofenoxi) etanol och ett fyllmedel. Kalciumkarbonat användes som fyllmedel , och komponenterna i pansarkompositionen togs i följande förhållande (vikt%): acetyltrietylcitrat 25-36, β-(2,4-dinitrofenoxi)etanol 2.0, kalciumkarbonat 30-50, cellulosaacetat resten. EFFEKT: Uppfinningen gör det möjligt att öka den bepansrade kompositionens termiska motstånd samtidigt som en låg nivå av rökgenererande förmåga bibehålls.

Cellulosaacetat är ett effektivt bindemedel som används vid tillverkning av tabletter. Olöslighet i vatten begränsar emellertid dess tillämpning. I detta avseende innebär användningen av sekundär acetylcellulosa stora möjligheter. Sekundärt cellulosaacetat kan användas som bärarpolymer för läkemedel för att förlänga deras verkan. Sekundärt cellulosaacetat erhålls som en produkt av partiell förtvålning av cellulosatriacetat. Sekundärt cellulosaacetat innehåller fler fria hydrofila grupper och kännetecknas av högre hydrofilicitet och en större förmåga att bilda olika intermolekylära bindningar med andra ingredienser. Vattenlösningar av sekundärt cellulosaacetat i en koncentration av 5-7% har formen av en elastisk gel som lätt späds med vatten. Lösningar av sekundärt cellulosaacetat är fysiologiskt likgiltiga, har en neutral reaktion, lukt- och smaklös, stabil i 20-30 dagar. Sekundär acetylcellulosa tillåter bildandet av vattenlösliga fibrer från den, som har låg styrka. Genom att ändra graden av acetylering av sekundär acetylcellulosa är det möjligt att uppnå den önskade lösligheten av suturen eller tilltäppningsmaterialet i tid. På basis av fibrer från sekundär acetylcellulosa anses det vara ändamålsenligt att framställa bakteriedödande pluggmaterial genom att forma dem från en blandning med medicinska substanser eller genom direkt kemisk tillsats av dessa substanser. För att skydda dem från atmosfärisk påverkan, främst från fukt, är tabletter belagda (filmer) som löses upp under påverkan av syror och enzymer i magsaft. Sådana filmer (tjocklek 0,06-0,1 mm) motstår ganska tillförlitligt fukt, samtidigt som de säkerställer att de sönderfaller i magen inom 10-20 minuter. Sådana filmbildare inkluderar cellulosaacetat och vissa andra substanser baserade på cellulosa (dietyl- och bensyaminometylcellulosa, alkylderivat av aminoacetylcellulosa, etc.). Tabletter är belagda med lösningar av dessa ämnen i organiska lösningsmedel - etyl- eller isopropylalkohol eller aceton.

Idag är cellulosaacetat en av de obestridda ledarna bland de material som används för tillverkning av både bågar och solglasögon. Ramar gjorda av cellulosaacetat upptar, enligt olika uppskattningar, cirka 70 % av marknaden för plastramar. I allmänhet domineras marknaden av frästa ramar, eftersom de tillåter användningen av en större variation av former och färger. Laminerade "flerlagers" modeller, som använder flerfärgade lager av cellulosaacetat, vars plastegenskaper gör det lätt att göra sådana "smörgåsar" utan rädsla för separation av lagren, åtnjuter avsevärd popularitet. Många samlingar av bågar gjorda av cellulosaacetat, producerade av företag som Alain Mikli, Face a Face, Morel, Lafont, Prodesign Denmark, Lunettes Beausoleil, Brenda, tillhör den höga priskategorin av bågar. För deras tillverkning krävs upp till 50 operationer, av vilka många inte kan utföras utan användning av manuellt arbete. Cellulosaacetatfilmer används för närvarande för elektrofores . De har en homogen mikroporös struktur, som liknar en mikroskopisk svamp, med en genomsnittlig pordiameter på flera mikrometer. I dem observeras en mycket mindre uttalad expansion av zonerna än på filterpapper, som kännetecknas av en mycket heterogen grenad struktur. Cellulosaacetatfilmer är av hög renhet. Hemicellulosa och ligniner saknas i dem, och tungmetaller finns endast i försumbara mängder. Cellulosaacetatfilmer har en mycket lägre adsorptionskapacitet för proteiner än papper, så de bildar inte "svansar" som observeras under elektrofores på filterpapper. Bakgrunden efter färgning visar sig vara färglös och de separerade ränderna syns tydligt på den. Dessa fördelar gör det möjligt att använda elektrofores på cellulosaacetatfilmer för (studiet av extremt små mängder ämnen, och det tar kortare tid att genomföra experimentet. Dessutom är cellulosaacetat ett medium lämpligt för immundiffusion, och därför filmer från det kan användas för immunelektrofores . Till en början var filmer av cellulosaacetat avsedda för filtrering och Kohn rekommenderade dem som ett stödmedium för elektrofores för första gången 1957. Sedan dess har de funnit bred användning. Cellulosaacetatfilmer är något dyrare än filterpapper, vilket i många fall förhindrar att de används i elektrofores istället för papper.Denna metod är användbar för att separera små mängder ämnen, särskilt med tanke på att den också har en högre upplösning och kräver mindre tid.På 60-talet producerade industrin flera typer av mikroelektroniska instrument. elektrofores på cellulosaacetat. Samtidigt föreslogs ett modifierat stödmedium - gelatiniserat cellulosaacetat, kallat cellogel (Ce'llogel). Till skillnad från konventionella cellulosaacetatfilmer levereras cellogel våt och måste förvaras i 30 % metanol fram till användning.

Vanligtvis resulterar acetylering av cellulosa i en produkt med fullständig ersättning av alla tre hydroxylgrupperna med acetatgrupper, det vill säga cellulosatriacetat. Cellulosatriacetat är endast lösligt i dyra eller giftiga lösningsmedel som kloroform eller tetrakloretan, vilket har hindrat det från att spridas under en tid. Mild syrahydrolys visades sedan ge cellulosaacetat ( cellulosadiacetat ) lösligt i aceton. Hydrolys utförs tills åtminstone en acetatgrupp ersätts med hydroxyl igen. Egenskaperna hos cellulosadiacetat varierar beroende på graden av acetylering, mängden och typen av mjukgörare som används, men generellt sett är det ett hårt, hållbart material med goda torrelektriska egenskaper, som kombinerar goda isoleringsegenskaper med båge- och korrosionsbeständighet. Diacetat har bevisat sig i produktionen av diacetatfilmer.

Diacetatfilmer är mycket känsliga för fuktupptagning och skiljer sig därför inte åt i dimensionsstabilitet när luftfuktigheten ändras. De har hög transparens och bra glans, torr rivstyrka. De accepterar tryck väl; de används som det yttre lagret av flerskiktslaminat som en slitstark beläggning. Den obligatoriska närvaron av mjukgörare kräver noggrannhet vid val av varumärke för livsmedelsförpackningar.

Filmerna mjuknar vid upphettning, men kan inte svetsas ihop, så filmerna sammanfogas genom limning. De kan också beläggas med en värmeförseglingsbar blandning. Filmernas permeabilitet, både för gaser och för vattenånga, är hög. Utspädda syror och alkalier har liten effekt på filmer, medan starka syror och alkalier orsakar nedbrytning. Diacetat är lösligt i aceton och en blandning av aceton med vatten i förhållandet 80:20, olösligt i metylenklorid, medan triacetat beter sig på precis motsatt sätt. Tunna filmer är lätta att skära, forma, vika.

Diacetatfilmer används inom många områden, särskilt för förpackningar. De används också för att glasa växthus, groddar, hönshus, eftersom de är transparenta för UV-strålning (överföring av UV-strålar genom en film på 250 mikron - 85%, synligt ljus - 93%). Ibland förstärks filmer genom att lägga bomull eller trådnät mellan två lager film och sedan varmpressa ihop dem eller föra armeringen genom en lösning av cellulosaacetat som används för bevattning.

Cellulosatriacetat. Triacetatfilmer absorberar mindre fukt och är mer formstabila. De är mindre genomsläppliga för gaser och ångor. Som nämnts ovan är de lösliga i metylenklorid och olösliga i en 80:20-blandning av aceton och vatten.

Triacetatfilmer används huvudsakligen som film- eller röntgenfilmer. Vissa företag använder cellulosatriacetat för att göra höghållfasta, okrossbara solglasögonglas.

Anteckningar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk