le acétate de cellulose C'est un composé organique et synthétique qui peut être obtenu à l'état solide sous forme de flocons, flocons ou poudre blanche. Sa formule moléculaire est C76H114OU ALORS49. Il est fabriqué à partir de la matière première obtenue à partir 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 acétylation de la cellulose avec de l'anhydride acétique (CH3CO-O-COCH3). Ils ont ainsi obtenu l'un des esters de cellulose les plus importants de tous les temps.
Selon ces caractéristiques, le polymère est utilisé pour fabriquer des plastiques pour le domaine de la cinématographie, de la photographie et dans le domaine textile, où il a eu son grand essor.
Il est même utilisé dans l'industrie automobile et aéronautique, ainsi qu'il est très utile dans les laboratoires de chimie et de recherche en général..
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L'image du haut représente la structure du triacétate de cellulose, l'une des formes acétylées de ce polymère..
Comment cette structure s'explique-t-elle? Il est expliqué à partir de la cellulose, qui se compose de deux cycles pyraneux de glucoses liés par des liaisons glucosidiques (-R-O-R), entre les carbones 1 (anomérique) et 4.
Ces liaisons glycosidiques sont de type β 1 -> 4; c'est-à-dire qu'ils sont dans le même plan de l'anneau par rapport au groupe -CHdeuxOCOCH3. Par conséquent, son ester acétate préserve le même squelette organique.
Que se passerait-il si les groupes OH au niveau des 3-carbones du triacétate de cellulose étaient acétylés? La tension stérique (spatiale) dans sa structure augmenterait. En effet, le groupe -OCOCH3 "Entrerait en collision" avec les groupes et les anneaux de glucose voisins.
Cependant, après cette réaction, on obtient de l'acétobutyrate de cellulose, le produit obtenu avec le plus haut degré d'acétylation et dont le polymère est encore plus souple..
L'explication de cette flexibilité est l'élimination du dernier groupe OH et, par conséquent, des liaisons hydrogène entre les chaînes polymères.
En effet, la cellulose d'origine est capable de former de nombreuses liaisons hydrogène, et leur élimination est le support qui explique les changements de ses propriétés physico-chimiques après acétylation..
Ainsi, l'acétylation se produit d'abord sur les groupes OH les moins stériquement encombrés. À mesure que la concentration d'anhydride acétique augmente, davantage de groupes H sont remplacés.
En conséquence, alors que ces groupes -OCOCH3 augmenter le poids du polymère, leurs interactions intermoléculaires sont moins fortes que les liaisons hydrogène, "fléchissant" et durcissant la cellulose en même temps.
Sa fabrication est considérée comme un processus simple. La cellulose est extraite de la pâte de bois ou de coton, qui subit des réactions d'hydrolyse dans différentes conditions de temps et de température..
La cellulose réagit avec l'anhydride acétique en milieu acide sulfurique, qui catalyse la réaction.
De cette manière, la cellulose est dégradée et on obtient un polymère plus petit qui contient 200 à 300 unités de glucose pour chaque chaîne polymère, l'hydroxyle de cellulose étant remplacé par des groupes acétate..
Le résultat final de cette réaction est un produit solide blanc, qui peut avoir la consistance d'une poudre, de flocons ou de grumeaux. À partir de là, les fibres peuvent être fabriquées, en les faisant passer à travers des pores ou des trous dans un milieu à air chaud, en évaporant les solvants.
Grâce à ces procédés complexes, différents types d'acétate de cellulose sont obtenus, en fonction du degré d'acétylation..
Puisque la cellulose a le glucose comme unité structurelle monomère, qui a 3 groupes OH, qui sont ceux qui peuvent être acétylés, on obtient des acétates de di, tri ou même de butyrate.3 sont responsables de certaines de ses propriétés.
L'acétate de cellulose a un point de fusion de 306 ° C, une densité qui varie de 1,27 à 1,34 et un poids moléculaire approximatif de 1811,699 g / mol..
Il est insoluble dans divers composants organiques tels que l'acétone, le cyclohexanol, l'acétate d'éthyle, le nitropropane et le dichlorure d'éthylène.
Parmi les produits qui contiennent de l'acétate de cellulose, la flexibilité, la dureté, la résistance à la traction sont appréciées, ne pas être attaqué par des bactéries ou des micro-organismes et leur imperméabilité à l'eau.
Cependant, les fibres présentent des changements dimensionnels en fonction des variations extrêmes de température et d'humidité, bien que les fibres résistent à des températures allant jusqu'à 80 ° C.
L'acétate de cellulose trouve de nombreuses utilisations, dont les suivantes:
- Membranes pour la fabrication d'objets en plastique, papier et carton. Un effet additif chimique indirect de l'acétate de cellulose est décrit lorsqu'il est en contact avec des aliments dans son emballage..
- Dans le domaine de la santé, il est utilisé comme membranes avec des trous du diamètre des capillaires sanguins, noyés dans des dispositifs cylindriques qui remplissent la fonction d'un rein artificiel ou d'un équipement d'hémodialyse..
- Dans l'industrie de l'art et du cinéma, utilisé comme film mince pour les films, la photographie et les bandes magnétiques.
- Dans le passé, il était utilisé dans l'industrie textile, comme fibres pour fabriquer différents tissus tels que la rayonne, le satin, l'acétate et le triacétate. Bien qu'il soit à la mode, il se démarque par son faible coût, par la luminosité et par la beauté qu'il donne aux vêtements..
- Dans l'industrie automobile, pour la fabrication de pièces de moteur et de châssis pour différents types de véhicules.
- Dans le domaine de l'aéronautique, pour revêtir les ailes des avions en temps de guerre.
- Il est également largement utilisé dans les laboratoires scientifiques et de recherche. Il est généralement utilisé dans la fabrication de filtres poreux, comme support de membranes en acétate de cellulose pour réaliser l'électrophorèse ou l'échange osmotique..
- Il est utilisé dans la fabrication de récipients pour filtres à cigarettes, de câbles électriques, de vernis et de laques, parmi de nombreuses autres utilisations.
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