Selluloosa-asetaatti

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 29.9.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Selluloosaasetaatti (selluloosa-asetaatti) - Selluloosan ja etikkahapon esterit .

Fysikaaliset ominaisuudet

Asetyyliselluloosa on valkoinen amorfinen massa; tiheys on noin 1300 kg/m³. Kuumennettaessa 190–210 °C:seen aineen väri muuttuu. 230 °C:ssa se alkaa hajota.

Kemialliset ominaisuudet

Alkalit ja mineraalihapot saippuoivat vähitellen selluloosa-asetaattia.

Haetaan

Selluloosaasetaattia saadaan esteröimällä selluloosa etikkahapolla :

tai etikkahappoanhydridin vaikutus selluloosaan.

Selluloosaasetaatin valmistuksen raaka-aineena on puuvilla tai puumassa. Asetyyliselluloosalla on korkea valonkestävyys ja palamattomuus. Sitä käytetään valokuvaus- ja filmipohjien, asetaattikuitujen , muovien , lakkojen jne. valmistukseen.

Sekundaarista asetaattia saadaan triasetaatin osittaisen hydrolyysin tuloksena. Sisältää jopa 55 % sitoutunutta etikkahappoa. Se liukenee myös asetoniin , asetonin ja alkoholin seokseen, etyyliasetaattiin , dioksaaniin ja muihin orgaanisiin liuottimiin.

Hankinnan ja soveltamisen historia

Englantilainen kemisti Charles Frederick Cross sai ensimmäisen kerran selluloosa-asetaatin laboratoriossa vuonna 1894. Hän huomasi, että selluloosa-asetaatilla oli samanlaisia ​​ominaisuuksia kuin nitroselluloosalla , mutta se ei ollut syttyvää. Uudelle materiaalille ei kuitenkaan heti löytynyt sovellusta korkeiden tuotantokustannusten vuoksi. Vuonna 1909 Arthur Eichengrün sai sellonin, joka oli ominaisuuksiltaan samanlainen kuin selluloidi . Cellonin etuna oli paloturvallisuus, ja se löysi käyttökohteen elokuvatuotannossa. Myöhemmin keksittiin menetelmä selluloosa-asetaatin saamiseksi puusta. Tämä menetelmä osoittautui huomattavasti halvemmaksi kuin aiemmin käytetty menetelmä saada puuvillasta. Selluloosaasetaattia käytettiin myös lentokoneiden metallipintojen päällystämiseen ja eristysmateriaalina käytettyjen lakkojen valmistukseen. Sitä käytettiin myös vedenpitävien kankaiden, keinonahan jne. valmistukseen.

Sovellus

Selluloosatriasetaatti eli triasetyyliselluloosa on ollut pääaine valokuva- ja filmisubstraattien valmistuksessa vuodesta 1952 lähtien . Jo jonkin aikaa samaa materiaalia käytettiin magneettinauhojen pohjana . Nykyaikaisissa elokuvaelokuvissa selluloosatriasetaatti korvataan kutistumattomalla polyesteritaustalla . Yleisesti kutsutaan primääriasetaatiksi , ja se sisältää 62,5 % sitoutunutta etikkahappoa . Liukenee etikkahappoon, metyleenikloridiin , kloroformiin , dikloorietaaniin , aniliiniin , pyridiiniin .

Selluloosaasetaattipohjaisia ​​muoveja (etroleja) käytetään kestävien muovien valmistukseen . Etroleja käytetään maakaasun pumppausputkien , autojen, lentokoneiden, laivojen (ohjauspyörät, kojetaulut, kahvat, käsinojat), puhelinten, radio- ja televisiovastaanottimien, lääketieteellisten instrumenttien, silmälasien kehysten, lelujen, pöytätennispallojen valmistukseen. , lyhyttavara- ja paperitavarat, kieliset kynittyjen soittimien plektrit jne .; läpinäkyvät etrollevyt - suoja- ja katselunäytöt, esimerkiksi työskennellessäsi radioaktiivisten ja helposti räjähtävien yhdisteiden kanssa. Etrolien tuotteet soveltuvat työhön arktisten ja trooppisten ääriolosuhteissa.

Viime aikoihin asti selluloosa-asetaatin käyttö raionin valmistuksessa oli suhteellisen vähäistä , mutta juuri täällä voimme odottaa sen käytön merkittävää kehitystä lähitulevaisuudessa, mikä johtuu myös selluloosa-asetaatin kustannusten voimakkaasta laskusta. Sellaisen viskoosin värjäysvaikeuksien poistamisena tähän tarkoitukseen sopivien erikoismaalien löytämisellä. Selluloosaasetaatin valmistuksessa puumassasta voidaan ajatella jopa keinosilkkikankaiden kilpailua puuvillakankaiden kanssa.

Vuonna 2005 ilmestyi selluloosa-asetaattiin perustuva keksintö, joka liittyy kiinteiden rakettipolttoaineiden panssarointipanosten alaan , nimittäin termoplastisten vähäsavuisten panssaroitujen ajoneuvojen kehittämiseen. Asetyyliselluloosapohjainen termoplastinen, vähäsavuinen panssariyhdiste sisältää asetyyliselluloosaa, asetyylitrietyylisitraattia, β-(2,4-dinitrofenoksi) etanolia ja täyteainetta. Täyteaineena käytettiin kalsiumkarbonaattia ja panssarikoostumuksen komponentit otettiin seuraavassa suhteessa (paino-%): asetyylitrietyylisitraatti 25-36, β-(2,4-dinitrofenoksi)etanoli 2,0, kalsiumkarbonaatti 30-50, selluloosa-asetaatti loput. VAIKUTUS: keksintö mahdollistaa panssaroidun koostumuksen lämmönkestävyyden lisäämisen samalla, kun savunmuodostuskyky säilyy alhaisena.

Selluloosaasetaatti on tehokas sideaine, jota käytetään tablettien valmistuksessa. Veteen liukenemattomuus rajoittaa kuitenkin sen käyttöä. Tässä suhteessa sekundäärisen asetyyliselluloosan käyttö tarjoaa suuria mahdollisuuksia. Sekundaarista selluloosa-asetaattia voidaan käyttää lääkkeiden kantajapolymeerinä niiden vaikutuksen pidentämiseksi. Sekundaarista selluloosa-asetaattia saadaan selluloosatriasetaatin osittaisen saippuoinnin tuotteena. Sekundaarinen selluloosa-asetaatti sisältää enemmän vapaita hydrofiilisiä ryhmiä, ja sille on ominaista korkeampi hydrofiilisyys ja suurempi kyky muodostaa erilaisia ​​molekyylien välisiä sidoksia muiden aineosien kanssa. Sekundaarisen selluloosa-asetaatin vesiliuokset pitoisuudella 5-7 % ovat elastisen geelin muotoisia, jotka laimentuvat helposti vedellä. Sekundaarisen selluloosa-asetaatin liuokset ovat fysiologisesti välinpitämättömiä, niillä on neutraali reaktio, hajuttomia ja mauttomia, stabiileja 20-30 päivää. Toissijainen asetyyliselluloosa mahdollistaa vesiliukoisten kuitujen muodostumisen siitä, joilla on alhainen lujuus. Sekundaarisen asetyyliselluloosan asetylaatioastetta muuttamalla on mahdollista saavuttaa haluttu ompeleen tai tulppamateriaalin liukoisuus ajoissa. Sekundäärisen asetyyliselluloosan kuitujen pohjalta katsotaan tarkoituksenmukaiseksi valmistaa bakteereja tappavia tulppamateriaaleja muovaamalla ne seoksesta lääkeaineiden kanssa tai lisäämällä näitä aineita suoraan kemiallisesti. Suojatakseen niitä ilmakehän vaikutuksilta, pääasiassa kosteudelta, tabletit päällystetään (kalvot), jotka liukenevat mahanesteen happojen ja entsyymien vaikutuksesta. Tällaiset kalvot (paksuus 0,06-0,1 mm) kestävät melko luotettavasti kosteutta ja varmistavat samalla niiden hajoamisen mahalaukussa 10-20 minuutissa. Tällaisia ​​kalvonmuodostajia ovat selluloosa-asetaatti ja eräät muut selluloosaan perustuvat aineet (dietyyli- ja bentsyyliaminometyyliselluloosa, aminoasetyyliselluloosan alkyylijohdannaiset jne.). Tabletit on päällystetty näiden aineiden liuoksilla orgaanisissa liuottimissa - etyyli- tai isopropyylialkoholissa tai asetonissa.

Nykyään selluloosa-asetaatti on yksi kiistattomista johtajista sekä kehysten että aurinkolasien valmistuksessa käytettävien materiaalien joukossa. Selluloosaasetaatista valmistetut kehykset kattavat eri arvioiden mukaan noin 70 % muovikehysten markkinoista. Yleensä markkinoita hallitsevat jyrsityt kehykset, koska ne mahdollistavat suuremman muoto- ja värivalikoiman käytön. Laminoidut "monikerroksiset" mallit, joissa käytetään monivärisiä selluloosa-asetaattikerroksia, joiden muovisten ominaisuuksien ansiosta tällaisten "voileipien" valmistaminen on helppoa ilman kerrosten erottumisen pelkoa, nauttivat huomattavasta suosiosta. Monet selluloosa-asetaatista valmistetut kehysmallistot, joita valmistavat mm. Alain Mikli, Face a Face, Morel, Lafont, Prodesign Denmark, Lunettes Beausoleil, Brenda, kuuluvat kehysten korkeaan hintaluokkaan. Niiden valmistukseen tarvitaan jopa 50 toimenpidettä, joista monia ei voida suorittaa ilman käsityön käyttöä. Selluloosaasetaattikalvoja käytetään tällä hetkellä elektroforeesissa . Niillä on homogeeninen mikrohuokoinen rakenne, joka muistuttaa mikroskooppista sientä ja joiden keskimääräinen huokoshalkaisija on useita mikroneja. Niissä havaitaan paljon vähemmän voimakasta vyöhykkeiden laajenemista kuin suodatinpaperilla, jolle on ominaista erittäin heterogeeninen haarautunut rakenne. Selluloosaasetaattikalvot ovat erittäin puhtaita. Hemiselluloosat ja ligniinit niistä puuttuvat, ja raskasmetalleja on vain vähäisiä määriä. Selluloosa-asetaattikalvoilla on paljon pienempi proteiinien adsorptiokyky kuin paperilla, joten ne eivät muodosta "pyrstöjä", joita havaitaan suodatinpaperin elektroforeesin aikana. Tausta värjäyksen jälkeen osoittautuu värittömäksi ja erotetut raidat näkyvät siinä selvästi. Nämä edut mahdollistavat elektroforeesin käytön selluloosa-asetaattikalvoissa (erittäin pienten ainemäärien tutkimiseen ja kokeen suorittamiseen kuluu vähemmän aikaa. Lisäksi selluloosa-asetaatti on immunodiffuusioon sopiva väliaine, ja siksi siitä kalvot Aluksi kalvot, selluloosa-asetaattikalvot, oli tarkoitettu suodatukseen, ja Kohn suositteli niitä ensimmäistä kertaa elektroforeesin tukiväliaineeksi vuonna 1957. Sen jälkeen niitä on käytetty laajasti.Selluloosaasetaattikalvot ovat jonkin verran kalliimpia kuin suodatinpaperi, joka monissa tapauksissa estää niiden käytön elektroforeesissa paperin sijaan.Tämä menetelmä on hyödyllinen pienten ainemäärien erottamiseen, varsinkin kun sillä on myös suurempi resoluutio ja se vaatii vähemmän aikaa.60-luvulla teollisuus tuotti useita mikroelektronisten instrumenttien tyypit. selluloosa-asetaatin elektroforeesi. Samaan aikaan ehdotettiin muunneltua tukiväliainetta - gelatinoitua selluloosa-asetaattia, jota kutsutaan sellogeeliksi (Ce'llogel). Toisin kuin perinteiset selluloosa-asetaattikalvot, sellogeeli toimitetaan märkänä ja sitä on säilytettävä 30 % metanolissa käyttöön asti.

Yleensä selluloosan asetylointi johtaa tuotteeseen, jossa kaikki kolme hydroksyyliä on korvattu täydellisesti asetaattiryhmillä, toisin sanoen selluloosatriasetaatilla. Selluloosatriasetaatti liukenee vain kalliisiin tai myrkyllisiin liuottimiin, kuten kloroformiin tai tetrakloorietaaniin, mikä on estänyt sen leviämisen jonkin aikaa. Lievän happohydrolyysin osoitettiin sitten tuottavan asetoniin liukenevaa selluloosa-asetaattia ( selluloosadiasetaattia ). Hydrolyysiä suoritetaan, kunnes vähintään yksi asetaattiryhmä korvataan jälleen hydroksyylillä. Selluloosadiasetaatin ominaisuudet vaihtelevat asetylointiasteesta, käytetyn pehmittimen määrästä ja tyypistä riippuen, mutta yleensä se on kova, kestävä materiaali, jolla on hyvät kuivasähköominaisuudet ja jossa yhdistyvät hyvät eristysominaisuudet valokaaren ja korroosionkestävyyteen. Diasetaatti on osoittautunut hyväksi diasetaattikalvojen valmistuksessa.

Diasetaattikalvot ovat erittäin herkkiä kosteuden imeytymiselle, joten ne eivät eroa mittojen stabiilisuudessa kosteuden muuttuessa. Niillä on korkea läpinäkyvyys ja hyvä kiilto, kuivarepäisylujuus. He hyväksyvät tulostuksen hyvin; niitä käytetään monikerroksisten laminaattien ulkokerroksena kulutusta kestävänä pinnoitteena. Pehmittimien pakollinen läsnäolo vaatii huolellisuutta valittaessa tuotemerkkiä elintarvikepakkauksille.

Kalvot pehmenevät kuumennettaessa, mutta niitä ei voi hitsata yhteen, joten kalvot liitetään yhteen liimaamalla. Ne voidaan myös päällystää kuumasaumautuvalla seoksella. Kalvojen läpäisevyys sekä kaasuille että vesihöyrylle on korkea. Laimennetuilla hapoilla ja emäksillä on vain vähän vaikutusta kalvoihin, kun taas vahvat hapot ja emäkset aiheuttavat hajoamista. Diasetaatti liukenee asetoniin ja asetonin ja veden seokseen suhteessa 80:20, ei liukene metyleenikloridiin, kun taas triasetaatti käyttäytyy täsmälleen päinvastoin. Ohuet kalvot on helppo leikata, muovata, taittaa.

Diasetaattikalvoja käytetään monilla alueilla, erityisesti pakkauksissa. Niitä käytetään myös kasvihuoneiden, keittoalueiden ja kanojen lasittamiseen, koska ne ovat läpinäkyviä UV-säteilylle (UV-säteiden läpäiseminen 250 mikronin kalvon läpi - 85%, näkyvä valo - 93%). Joskus kalvoja vahvistetaan asettamalla puuvillaa tai metalliverkkoa kahden kalvokerroksen väliin ja sitten kuumapuristamalla ne yhteen tai viemällä vahvistus kasteluun käytetyn selluloosa-asetaattiliuoksen läpi.

Selluloosatriasetaatti. Triasetaattikalvot imevät vähemmän kosteutta ja ovat mitoiltaan vakaampia. Ne läpäisevät vähemmän kaasuja ja höyryjä. Kuten edellä mainittiin, ne liukenevat metyleenikloridiin ja liukenemattomia asetonin ja veden 80:20 seokseen.

Triasetaattikalvoja käytetään pääasiassa filmi- tai röntgenfilminä. Jotkut yritykset käyttävät selluloosatriasetaattia valmistaakseen erittäin lujia, rikkoutumattomia aurinkolasilinssejä.

Muistiinpanot

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat