Acétate de cellulose

Nous expliquons ce qu'est l'acétate de cellulose, sa structure chimique, ses propriétés et ses utilisations / applications

Fibres d'acétate de cellulose

Qu'est-ce que l'acétate de cellulose?

Il acétate de cellulose Il s'agit d'un composé organique et synthétique qui peut être obtenu à l'état solide sous forme de flocons, d'écailles ou de poussière blanche. Sa formule moléculaire est C₇₆H₁₁₄SOIT₄₉. Il est fabriqué à partir de la matière première obtenue de plantes: la cellulose, qui est un homopolysaccharide.

L'acétate de cellulose a été fabriqué pour la première fois à Paris, en 1865 par Paul Schützenberger et Laurent Naudin, après une cellulose acétillaire avec de l'anhydride acétique (CH₃Co-co-coche₃). Ainsi obtenu l'un des esters de cellulose les plus importants de tous les temps.

Ses propriétés, caractéristiques, formes et tailles ont permis un large éventail d'applications pour ce polymère d'origine naturelle. Ces applications dépendent du degré de porosité ou d'acétylation de la cellulose.

Selon ces caractéristiques, le polymère est destiné à la fabrication de plastiques pour le domaine de la cinématographie, de la photographie et dans la zone textile, où elle a eu son grand moment de boom.

Il est même utilisé dans la voiture et l'industrie aéronautique, ainsi que également très utile dans les laboratoires de chimie et de recherche en général.

Structure chimique de l'acétate de cellulose

Dans l'image supérieure, la structure du triacate de cellulose est représentée, l'une des formes acétylées de ce polymère.

Comment cette structure est-elle expliquée? Il est expliqué de la cellulose, qui se compose de deux anneaux de pyrosie glycoussais unis par des liaisons glucosidiques (-r-o-r), entre les carbones 1 (anomériques) et 4 et 4.

Ces liaisons glucosidiques sont de type β 1 -> 4; c'est-à-dire qu'ils sont dans le même plan de l'anneau par rapport au groupe -ch₂Ococh₃. Par conséquent, son ester acétate conserve le même squelette organique.

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Que se passerait-il si les groupes OH étaient acétilés dans les carbones 3 du triacétate de cellulose? La tension Sigal (spatiale) dans sa structure serait augmentée. C'est parce que le groupe -ococh₃ "Serait entrée en collision" avec les groupes et anneaux de glucose voisins.

Cependant, après cette réaction, l'acétate de cellulose de butyrate est obtenu, le produit obtenu avec le degré d'acétylation le plus élevé et dont le polymère est encore plus flexible.

L'explication de cette flexibilité est l'élimination du dernier groupe OH et, par conséquent, des ponts d'hydrogène entre les chaînes polymères.

En fait, la cellulose d'origine est capable de former de nombreux ponts d'hydrogène, et leur élimination est le support qui explique les changements de ses propriétés physicochimiques après l'acétylation.

Ainsi, l'acétylation se produit en premier dans les groupes les moins stériques. À mesure que la concentration de l'anhydride acétique augmente, plus les groupes H sont remplacés.

En conséquence, bien que ces groupes -ococh₃ Augmenter le poids du polymère, leurs interactions intermoléculaires sont moins fortes que les ponts d'hydrogène, "flexible" et durcissant la cellulose.

Obtention de l'acétate de cellulose

Sa fabrication est considérée comme un processus simple. De la pulpe de bois ou de coton, la cellulose est extraite, qui est soumise à des réactions d'hydrolyse dans différentes conditions de temps et de température.

La cellulose réagit avec l'anhydride acétique dans un moyen d'acide sulfurique, qui catalyse la réaction.

De cette façon, la cellulose est dégradée et un polymère plus petit qui contient 200 à 300 unités de glucose pour chaque chaîne de polymère est obtenue, les hydroxils de la cellulose étant remplacés par des groupes d'acétate d'acétate.

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Le résultat final de cette réaction est un produit solide blanc, qui peut avoir la consistance de la poussière, les échelles ou les grumeaux. À partir de cela, vous pouvez préparer les fibres, en la faisant passer à travers des pores ou des trous dans un milieu avec de l'air chaud, en évaporant les solvants.

Grâce à ces processus complexes, plusieurs types d'acétate de cellulose sont obtenus, selon le degré d'acétylation.

Parce que la cellulose possède comme unité structurelle monomère, le glucose-qui a 3 groupes OH, qui peuvent être acéliers -, di, tri ou même acétates de butyrate.Groupes de Mestos -ococh₃ Ils sont responsables de certaines de leurs propriétés.

Proprietes physiques et chimiques

L'acétate de cellulose a un point de fusion de 306 ° C, une densité qui varie entre 1,27 et 1,34, et a un poids moléculaire approximatif de 1811 699 g / mol.

Il est insoluble dans plusieurs composants organiques tels que l'acétone, le cyclohexanol, l'éthylacétate, le nitropropane et le dichlorure d'éthylène.

À partir des produits qui contiennent de l'acétate de cellulose, de la flexibilité, de la dureté, de la résistance à la traction, à ne pas attaquer par des bactéries ou des micro-organismes et leur étanchéité à l'eau est appréciée.

Cependant, les fibres ont des changements dimensionnels en fonction des variations extrêmes de la température et de l'humidité, bien que les fibres résistent aux températures jusqu'à 80 ° C.

Utilisations / applications de l'acétate de cellulose

L'acétate de cellulose trouve de nombreuses utilisations, parmi lesquelles les éléments suivants se démarquent:

- Membranes pour la fabrication d'objets en plastique, en papier et en carton. Un effet additif chimique indirect de l'acétate de cellulose est décrit en étant en contact avec des aliments dans leur emballage.

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- Dans le domaine de la santé, il est utilisé comme membranes avec des lacunes du diamètre des capillaires sanguins, intégrés dans des dispositifs cylindriques qui remplissent la fonction d'un équipement rénal ou hémodialysé artificiel.

- Dans l'art et l'industrie cinématographique, être utilisé comme des films minces pour le cinéma, la photographie et les bandes magnétiques.

- Au cours des temps passés, il a été utilisé dans l'industrie textile, comme fibres pour élaborer différents tissus tels que la rayonne, le satin, l'acétate et le triacétate. Pendant qu'il était à la mode, il s'est démarqué pour son faible coût, pour la luminosité et la beauté qu'il a donnée aux vêtements.

- Dans l'industrie automobile, pour la fabrication de parties de moteurs et de châssis de différents types de véhicules.

- Dans le domaine de l'aéronautique, pour couvrir les ailes des avions à l'époque de la guerre.

- Il est également largement utilisé dans les laboratoires scientifiques et la recherche. En général, il est utilisé dans la fabrication de filtres poreux, tels que le support des membranes d'acétate de cellulose pour effectuer l'électrophorèse ou l'échange osmotique.

- Il est utilisé dans la fabrication de conteneurs de filtre à cigarette, de câbles électriques, de vernis et de lacs, entre autres utilisations.