Целулозен ацетат, синтетично съединение, получено от ацетилирането на растителното вещество целулоза. Целулозният ацетат се върти в текстилни влакна, известни по различен начин като ацетатен район, ацетат или триацетат. Освен това може да се формова в твърди пластмасови части като дръжки за инструменти или да се хвърли във филм за фотография или опаковане на храна, въпреки че използването му в тези приложения е намаляло.
основни индустриални полимери: целулозен ацетат
Недостатъците, присъщи на целулозния нитрат, повишиха възможността за производство на други естери на целулозата, особено естерите на
Целулозата е естествен полимер, получен от дървесни влакна или късите влакна (облицовки), прилепнали към памучните семена. Той е съставен от повтарящи се глюкозни единици, които имат химическа формула C 6 H 7 O 2 (OH) 3 и следната молекулна структура:
В непроменена целулоза X в молекулната структура представлява водород (Н), което показва наличието в молекулата на три хидроксилни (ОН) групи. ОН групите образуват силни водородни връзки между целулозните молекули, в резултат на което целулозните структури не могат да бъдат разхлабени чрез топлина или разтворители, без да предизвикат химическо разлагане. Въпреки това, при ацетилиране, водородът в хидроксилните групи се заменя с ацетилни групи (СН 3 СО). Полученото целулозно ацетатно съединение може да бъде разтворено в определени разтворители или омекотено или разтопено при топлина, което позволява на материала да се върти във влакна, да се формова в твърди предмети или да се отлива като филм.
Целулозният ацетат се получава най-често чрез третиране на целулоза с оцетна киселина и след това с оцетен анхидрид в присъствието на катализатор, като сярна киселина. Когато получените реакции се оставят да завършат, продуктът е напълно ацетилирано съединение, известно като първична целулозен ацетат, или, по-правилно, целулозен триацетат. Триацетатът е високопластично (300 ° C [570 ° F]) висококристално вещество, което е разтворимо само в ограничен диапазон от разтворители (обикновено метиленхлорид). От разтвора триацетатът може да се пресуши на влакна или с помощта на пластификатори да се отлива като филм. Ако първичният ацетат се обработва с вода, може да възникне реакция на хидролизация, при която реакцията на ацетилиране е частично обратна, като се получава вторичен целулозен ацетат или целулозен диацетат. Диацетатът може да бъде разтворен от по-евтини разтворители като ацетон за сухо предене във влакна. С по-ниска температура на топене (230 ° С [445 ° F]) от триацетат, диацетатът в люспеста форма може да се смесва с подходящи пластификатори в прахове за формоване на твърди предмети, като може да се отлива и като филм.
Целулозният ацетат е разработен в края на 19 век като част от усилията за проектиране на индустриално произведени влакна на базата на целулоза. Третирането на целулоза с азотна киселина е довело до получаване на целулозен нитрат (известен още като нитроцелулоза), но трудностите при работа с това силно запалимо съединение насърчават изследванията в други области. През 1865 г. Пол Шютценбергер и Лоран Наудин от Колежа дьо Франс в Париж откриват ацетилирането на целулозата с оцетен анхидрид, а през 1894 г. Чарлз Ф. Крос и Едуард Дж. Беван, работещи в Англия, патентоват процес за приготвяне на разтворима в хлороформ целулоза триацетат, През 1903–05 г. британският химик Джордж Майлс направи важен търговски принос с откритието, че когато напълно ацетилираната целулоза е подложена на хидролиза, тя се трансформира в по-малко високо ацетилирано съединение (целулозен диацетат), което е разтворимо в евтини органични разтворители, такива като ацетон.
Пълната експлоатация в търговски мащаб на разтворимия в ацетон материал е извършена от двама братя Швейцария, Анри и Камил Дрейфус, които по време на Първата световна война изграждат фабрика в Англия за производство на целулозен диацетат, която да се използва като незапалим допинг покритие на тъкани самолетни крила. След войната, изправени пред по-нататъшно търсене на ацетатен наркотик, братята Дрейфус се насочват към производството на диацетатни влакна и през 1921 г. тяхната компания, British Celanese Ltd., започва търговско производство на продукта, търговска марка като Celanese. През 1929 г. EI du Pont de Nemours & Company (сега DuPont Company) започва производството на ацетатни влакна в Съединените щати. Ацетатните тъкани намериха широка полза за своята мекота и грациозен перде. Материалът не се набръчква лесно, когато се носи и поради ниската си абсорбция на влага при правилна обработка не задържа лесно определени видове петна. Дрехите от ацетат се изпират добре, запазвайки оригиналния си размер и форма и изсушава за кратко време, въпреки че имат тенденция да запазват гънките, придадени при намокряне. Влакното се използва самостоятелно или в смеси, в облекла като рокли, спортни дрехи, бельо, ризи и вратовръзки, а също и в килими и друго домашно обзавеждане.
През 1950 г. британската фирма Courtaulds Ltd. започва да разработва триацетатни влакна, които впоследствие се произвеждат в търговски мащаб, след като разтворителят на метиленхлорида стане наличен. Courtaulds и британският Celanese пуснаха на пазара триацетатни влакна под търговската марка Tricel. В САЩ триацетатът е въведен под запазеното име Arnel. Триацетатните тъкани станаха известни със своето превъзходно задържане на формата, устойчивост на свиване и лекота на пране и сушене.
Производството на ацетатни влакна намалява от средата на 20 век, отчасти заради конкуренцията от полиестерни влакна, които имат същите или по-добри свойства на измиване и износване, могат да се гладят при по-високи температури и са по-евтини. Независимо от това, ацетатните влакна все още се използват в дрехите за лесна грижа и за вътрешните облицовки на дрехите поради високия си блясък. Целулозният диацетат (снопове влакна) се превърна в основния материал за цигарените филтри.
Първата търговска употреба на целулозния диацетат като пластмаса беше в така наречения защитен филм, предложен за първи път като заместител на целулоида във фотографията скоро след началото на 20 век. Материалът получава допълнителен тласък през 20-те години на миналия век чрез въвеждането на инжекционно формоване, бърза и ефективна техника на формоване, към която ацетатът е особено податлив, но на който целулоидът не може да бъде подложен поради високите температури. Целулозният ацетат стана широко използван в автомобилната индустрия поради своята механична якост, здравина, устойчивост на износване, прозрачност и лекота на формоване. Високата му устойчивост на удар го прави желан материал за защитни очила, дръжки за инструменти, манометри и други подобни. През 30-те години целулозата триацетат замества диацетата във фотографски филм, превръщайки се в преобладаваща основа за движение, снимки и рентгенови снимки.
С въвеждането на по-нови полимери в началото на 30-те и 40-те години обаче, целулозната ацетатна пластмаса преминава в упадък. Например триацетатът в крайна сметка беше заменен във фотография с полиетилен терефталат, евтин полиестер, който може да се превърне в силен, стабилен по размер филм. Триацетатът все още се екструдира или се излива във филм или лист, използван за опаковане, мембранни филтри и фотографски филм, а диацетатът се формова чрез инжектиране на малки части като четки за зъби и рамки за очила.
