Celulozes acetāts, sintētisks savienojums, kas iegūts no augu vielas celulozes acetilēšanas. Celulozes acetāts tiek savērpts tekstilšķiedrās, kuras dažādi sauc par acetāta viskozi, acetātu vai triacetātu. To var arī salikt cietās plastmasas daļās, piemēram, instrumentu rokturos, vai iemest plēvē fotografēšanai vai pārtikas iesaiņošanai, lai gan tā izmantošana šajos pielietojumos ir mazinājusies.
galvenie rūpnieciskie polimēri: celulozes acetāts
Celulozes nitrātam raksturīgie trūkumi palielināja iespēju ražot citus celulozes esterus, jo īpaši
Celuloze ir dabā sastopams polimērs, ko iegūst no kokšķiedras vai īsajām šķiedrām (oderējumiem), kas pielīp kokvilnas sēklām. To veido atkārtotas glikozes vienības, kuru ķīmiskā formula ir C 6 H 7 O 2 (OH) 3 un kurām ir šāda molekulārā struktūra:
Neizmainītā celulozē X molekulārajā struktūrā apzīmē ūdeņradi (H), kas norāda uz trīs hidroksil (OH) grupu klātbūtni molekulā. OH grupas veido spēcīgas ūdeņraža saites starp celulozes molekulām, kā rezultātā celulozes struktūras nevar atslābt karstums vai šķīdinātāji, neizraisot ķīmisku sadalīšanos. Tomēr pēc acetilēšanu, ūdeņraža in hidroksilgrupa ir aizstāts ar acetilgrupu, (CH 3 -CO). Iegūto celulozes acetāta savienojumu var izšķīdināt noteiktos šķīdinātājos vai mīkstināt vai izkausēt zem uguns, ļaujot materiālu savērpt šķiedrās, veidot cietos priekšmetos vai veidot kā plēvi.
Celulozes acetātu visbiežāk sagatavo, apstrādājot celulozi ar etiķskābi un pēc tam ar etiķskābes anhidrīdu katalizatora, piemēram, sērskābes, klātbūtnē. Kad atvasinātajām reakcijām ļauj turpināties, produkts ir pilnībā acetilēts savienojums, kas pazīstams kā primārais celulozes acetāts, vai, pareizāk sakot, celulozes triacetāts. Triacetāts ir augsta kušanas temperatūra (300 ° C [570 ° F]), ļoti kristāliska viela, kas šķīst tikai ierobežotā šķīdinātāju diapazonā (parasti metilēnhlorīds). No šķīduma triacetātu var sausā veidā savērpt šķiedrās vai ar plastifikatoru palīdzību to pārvērst kā plēvi. Ja primāro acetātu apstrādā ar ūdeni, var notikt hidrolizācijas reakcija, kurā acetilēšanas reakcija ir daļēji apgriezta, iegūstot sekundāru celulozes acetātu vai celulozes diacetātu. Diacetātu var izšķīdināt ar lētākiem šķīdinātājiem, piemēram, acetonu sausai vērpšanai šķiedrās. Ar zemāku kušanas temperatūru (230 ° C [445 ° F]) nekā triacetātā, diacetātu pārslu veidā ar atbilstošiem plastifikatoriem var sajaukt pulveros cietu priekšmetu veidošanai, un to var arī veidot kā plēvi.
Celulozes acetāts tika izstrādāts 19. gadsimta beigās kā daļa no centieniem izstrādāt rūpnieciski ražotas šķiedras, kuru pamatā ir celuloze. Apstrādājot celulozi ar slāpekļskābi, tika iegūts celulozes nitrāts (pazīstams arī kā nitroceluloze), taču grūtības strādāt ar šo viegli uzliesmojošo savienojumu veicināja pētījumus citās jomās. 1865. gadā Pols Šitzenbergers un Laurents Naudins no Parīzes Kollēnas atklāja celulozes acetilēšanu ar etiķskābes anhidrīdu, un 1894. gadā Čārlzs Fross un Edvards J. Bevāns, strādājot Anglijā, patentēja hloroformā šķīstošas celulozes triacetāta sagatavošanas procesu.. Nozīmīgu komerciālu ieguldījumu sniedza britu ķīmiķis Džordžs Miless 1903. – 2005. Gadā, atklājot, ka pilnībā acetilētajai celulozei veicot hidrolīzi, tā pārvēršas mazāk acetilētā savienojumā (celulozes diacetātā), kas šķīst lētos organiskos šķīdinātājos, tādos kā kā acetons.
Acetonā šķīstošo materiālu komerciālā mērogā pilnībā izmantoja divi brāļi šveicieši - Henri un Camille Dreyfus, kuri 1. pasaules kara laikā Anglijā uzcēla rūpnīcu celulozes diacetāta ražošanai, lai to izmantotu kā neuzliesmojošu lobīti. auduma lidmašīnas spārnu pārklājums. Pēc kara, kad vairs nebija pieprasījuma pēc acetāta dopes, brāļi Dreyfus pievērsās diacetāta šķiedru ražošanai, un 1921. gadā viņu uzņēmums British Celanese Ltd. uzsāka produkta komerciālu ražošanu ar preču zīmi Celanese. 1929. gadā EI du Pont de Nemours & Company (tagad DuPont Company) sāka acetāta šķiedras ražošanu Amerikas Savienotajās Valstīs. Acetāta audumi plaši atbalstīja to maigumu un graciozo pārklāju. Materiāls, valkājot, viegli nedurkst un, pateicoties pienācīgai apstrādei ar zemu mitruma absorbciju, viegli neuztur noteikta veida traipus. Acetāta apģērbi labi izmazgājas, saglabājot to sākotnējo izmēru un formu un īsā laikā izžūstot, lai arī tie mēdz noturēt krokas, kas izveidotas, kad tās ir mitras. Šķiedra ir izmantota atsevišķi vai maisījumos apģērbā, piemēram, kleitās, sporta apģērbā, apakšveļā, kreklos un kaklasaitēs, kā arī paklājos un citos mājas piederumos.
1950. gadā britu firma Courtaulds Ltd. sāka attīstīt triacetāta šķiedras, kuras vēlāk ražoja komerciālā mērogā pēc tam, kad kļuva pieejams metilēnhlorīda šķīdinātājs. Courtaulds un British Celanese tirgoja triacetāta šķiedru ar preču zīmi Tricel. Amerikas Savienotajās Valstīs triacetāts tika ieviests ar preču zīmi Arnel. Triacetāta audumi kļuva pazīstami ar izcilu formas saglabāšanu, izturību pret saraušanos un vieglu mazgāšanu un žāvēšanu.
Kopš 20. gadsimta vidus acetāta šķiedru ražošana ir samazinājusies daļēji konkurences dēļ no poliestera šķiedrām, kurām ir vienādas vai labākas mazgāšanas un nodiluma īpašības, kuras var gludināt augstākā temperatūrā un lētāk. Neskatoties uz to, acetāta šķiedras joprojām tiek izmantotas viegli kopjamos apģērbos un apģērba iekšējā oderējumā to lielā spīduma dēļ. Celulozes diacetāta grīda (šķiedru saišķi) ir kļuvusi par galveno cigarešu filtru materiālu.
Pirmais celulozes diacetāta kā plastmasas pielietojums bija tā sauktajā drošības plēvē, ko pirmo reizi ierosināja kā celuloīda aizstājēju fotogrāfijā drīz pēc 20. gadsimta sākuma. Materiālam tika dots papildu stimuls 20. gadsimta 20. gados, ieviešot iesmidzināšanas formēšanu - ātru un efektīvu formēšanas paņēmienu, kam īpaši piemērots bija acetāts, bet kam nevarēja pakļaut celuloīdu augsto iesaistīto temperatūru dēļ. Celulozes acetāts tika plaši izmantots automobiļu rūpniecībā tā mehāniskās izturības, izturības, nodilumizturības, caurspīdīguma un viegli formējamības dēļ. Tā augstā izturība pret triecieniem padarīja to par vēlamu aizsargbrilļu, instrumentu rokturu, eļļas mērinstrumentu un tamlīdzīgu materiālu. 20. gadsimta 30. gados celulozes triacetāts aizstāja diacetātu fotofilmās, kļūstot par galveno filmu, fotografēšanas un rentgena bāzi.
Ieviešot jaunākus polimērus, sākot ar 30. un 1940. gadu, celulozes acetāta plastmasa kritās. Piemēram, triacetātu kinofilmu galu galā nomainīja ar polietilēntereftalātu, lētu poliesteru, ko varēja padarīt par spēcīgu, izmēru ziņā stabilu filmu. Triacetāts joprojām tiek ekstrudēts vai liets plēvē vai loksnē, ko izmanto iesaiņojumā, membrānas filtros un fotofilmā, un diacetāts tiek iesmidzināts mazās daļās, piemēram, zobu birstēs un briļļu rāmjos.
