Acetat de cel·lulosa, compost sintètic derivat de l'acetilació de la substància vegetal cel·lulosa. L’acetat de cel·lulosa es converteix en fibres tèxtils conegudes diferents com a acetat raió, acetat o triacetat. També es pot emmotllar en peces de plàstic sòlid com ara mànecs d'eines o colat en film per a fotografia o embalatge d'aliments, tot i que el seu ús en aquestes aplicacions ha disminuït.
polímers industrials principals: acetat de cel·lulosa
Les deficiències inherents al nitrat de cel·lulosa van plantejar la possibilitat de produir altres èsters de cel·lulosa, particularment els èsters de
La cel·lulosa és un polímer natural obtingut a partir de fibres de fusta o de fibres curtes (revestiments) que s’adhereixen a les llavors de cotó. Es compon d'unitats de glucosa repetides que tenen la fórmula química C 6 H 7 O 2 (OH) 3 i l'estructura molecular següent:
En cel·lulosa no alterada, la X de l'estructura molecular representa hidrogen (H), cosa que indica la presència a la molècula de tres grups hidroxil (OH). Els grups OH formen enllaços d'hidrogen forts entre molècules de cel·lulosa, amb el resultat que les estructures de cel·lulosa no es poden deixar anar per calor o dissolvents sense provocar una descomposició química. No obstant això, després de l’acetilació, l’hidrogen dels grups hidroxil és substituït per grups acetil (CH 3 -CO). El compost acetat de cel·lulosa resultant es pot dissoldre en determinats dissolvents o suavitzar o fondre a la calor, permetent que el material es pugui convertir en fibres, modelar-lo en objectes sòlids o colar-se com a pel·lícula.
L’acetat de cel·lulosa es prepara més freqüentment mitjançant el tractament de la cel·lulosa amb àcid acètic i després amb l’anhídrid acètic en presència d’un catalitzador com l’àcid sulfúric. Quan es permet que les reaccions resultants finalitzin, el producte és un compost totalment acetilat conegut com acetat de cel·lulosa primària o, més adequadament, triacetat de cel·lulosa. El triacetat és una substància altament fosa (300 ° C [570 ° F]), altament cristal·lina, soluble només en un rang limitat de dissolvents (generalment clorur de metilè). De solució, el triacetat es pot filar en sec en fibres o, amb l'ajut de plastificants, colat com a film. Si l’acetat primari es tracta amb aigua, es pot produir una reacció d’hidrolització en la qual es reverteix parcialment la reacció d’acetilació, produint un acetat de cel·lulosa secundari o un diacetat de cel·lulosa. El diacetat es pot dissoldre amb dissolvents més barats com l’acetona per filar en sec a les fibres. Amb una temperatura de fusió inferior (230 ° C [445 ° F]) que el triacetat, el diacetat en forma de floc es pot barrejar amb plastificants adequats en pols per modelar objectes sòlids i també es pot fundir com a pel·lícula.
L’acetat de cel·lulosa es va desenvolupar a finals del segle XIX com a part d’un esforç per dissenyar fibres produïdes industrialment a partir de cel·lulosa. El tractament de la cel·lulosa amb àcid nítric havia produït nitrat de cel·lulosa (també conegut com a nitrocel·lulosa), però les dificultats per treballar amb aquest compost altament inflamable van animar la investigació en altres àrees. El 1865, Paul Schützenberger i Laurent Naudin, del Collège de France, de París, van descobrir l’acetilació de la cel·lulosa mitjançant anhidrid acètic, i el 1894, Charles F. Cross i Edward J. Bevan, que treballaven a Anglaterra, van patentar un procés per a preparar un triacetat de cel·lulosa soluble en cloroforma.. Una important contribució comercial va fer el químic britànic George Miles el 1903-05 amb el descobriment que, quan la cel·lulosa totalment acetilada va ser sotmesa a hidròlisi, es va transformar en un compost menys acetilat (diacetat de cel·lulosa) que era soluble en dissolvents orgànics barats tals. com acetona.
L’explotació completa a escala comercial del material soluble en acetona va ser realitzada per dos germans suïssos, Henri i Camille Dreyfus, que durant la Primera Guerra Mundial van construir una fàbrica a Anglaterra per a la producció de diacetat de cel·lulosa per a ser utilitzada com a copa no inflamable per al recobriment de les ales d'avió de tela. Després de la guerra, sense haver-hi més demanda de cop d'acetat, els germans Dreyfus es van dirigir a la producció de fibres de diacetat i, el 1921, la seva companyia, British Celanese Ltd., va iniciar la fabricació comercial del producte, marcat com Celanese. El 1929, EI du Pont de Nemours & Company (ara DuPont Company) va començar a produir fibra d'acetat als Estats Units. Els teixits acetats van trobar un gran favor per la seva suavitat i per la seva cortina graciosa. El material no s’arruga fàcilment quan es desgasta i, per la seva baixa absorció d’humitat quan es tracta correctament, no reté fàcilment cert tipus de taques. Les peces de vestir acetat funcionen bé, conservant la seva mida i forma originals i s’assequen en poc temps, tot i que tenen tendència a retenir els greixos que s’imposen en humit. La fibra s’ha utilitzat, sola o en barreges, en vestits com vestits, roba esportiva, roba interior, samarretes i corbates i també en catifes i altres mobles per a la llar.
El 1950, la firma britànica Courtaulds Ltd. va començar a desenvolupar fibres de triacetat, que posteriorment es van produir a escala comercial després que es disposés del dissolvent de clorur de metilè. Courtaulds i Celanese britànic van comercialitzar una fibra de triacetat amb la marca comercial Tricel. Als Estats Units es va introduir el triacetat amb el nom de marca comercial Arnel. Els teixits triacetats es van fer coneguts per la seva retenció de forma superior, la resistència a la contracció i la facilitat de rentar i assecar.
La producció de fibres d'acetat ha disminuït des de mitjan segle XX, en part a causa de la competència de les fibres de polièster, que tenen les mateixes o millors propietats de rentat i desgast, es poden planxar a temperatures més altes i són menys costoses. No obstant això, les fibres d'acetat continuen sent utilitzades en peces de fàcil cura i en els revestiments interiors de la roba per la seva brillantor. El remolc de diacetats de cel·lulosa (feixos de fibra) s’ha convertit en el material principal per als filtres de cigarrets.
El primer ús comercial del diacetat de cel·lulosa com a plàstic va ser en l'anomenada pel·lícula de seguretat, proposada per primer cop com a reemplaçament del cel·luloide en fotografia poc després de principis del segle XX. El material es va donar un impuls més a la dècada de 1920 amb la introducció del modelat per injecció, una tècnica de formació ràpida i eficaç a la qual es podia fer especialment l'acetat però a la qual no es podia sotmetre el cel·luloide, a causa de les altes temperatures implicades. L’acetat de cel·lulosa es va utilitzar àmpliament a la indústria de l’automoció per la seva resistència mecànica, resistència, resistència al desgast, transparència i facilitat de moldeig. La seva alta resistència a l'impacte va fer que fos un material desitjable per a ulleres de protecció, nanses d'eines, manòmetres i similars. A la dècada de 1930 el triacetat de cel·lulosa va substituir el diacetat per pel·lícula fotogràfica, convertint-se en la base preeminent per a les pel·lícules en moviment, la fotografia fixa i els raigs X.
Amb la introducció de nous polímers a partir de la dècada de 1930 i 1940, no obstant això, els plàstics en acetat de cel·lulosa van caure. El triacetat, per exemple, finalment es va substituir en fotografia en moviment per un polietilè tereftalat, un polièster barat que es podria convertir en una pel·lícula forta i dimensionalment estable. El triacetat encara s’extreu o es fosa en film o làmina utilitzada en envasos, filtres de membrana i pel·lícula fotogràfica, i el diacetat s’emmotlla per injecció en petites peces com ara raspalls de dents i marcs d’ulleres.
