Celluloseacetaat, synthetische verbinding afgeleid van de acetylering van de plantaardige stof cellulose. Celluloseacetaat wordt tot textielvezels gesponnen, ook wel bekend als acetaat, rayon, acetaat of triacetaat. Het kan ook worden gevormd tot stevige plastic onderdelen zoals gereedschapsgrepen of in film worden gegoten voor fotografie of voedselverpakking, hoewel het gebruik in deze toepassingen is afgenomen.
belangrijkste industriële polymeren: celluloseacetaat
De tekortkomingen die inherent zijn aan cellulosenitraat hebben de mogelijkheid vergroot om andere esters van cellulose te produceren, met name de esters van
Cellulose is een natuurlijk voorkomend polymeer dat wordt verkregen uit houtvezels of de korte vezels (linters) die aan katoenzaden hechten. Het bestaat uit herhalende glucose-eenheden met de chemische formule C 6 H 7 O 2 (OH) 3 en de volgende moleculaire structuur:
In ongewijzigde cellulose vertegenwoordigt de X in de moleculaire structuur waterstof (H), wat de aanwezigheid in het molecuul van drie hydroxyl (OH) -groepen aangeeft. De OH-groepen vormen sterke waterstofbruggen tussen cellulosemoleculen, met als gevolg dat cellulosestructuren niet kunnen worden losgemaakt door warmte of oplosmiddelen zonder chemische ontleding te veroorzaken. Echter, na acetylering, de waterstof in de hydroxylgroepen wordt vervangen door acetylgroepen (CH 3 CO). De resulterende celluloseacetaatverbinding kan in bepaalde oplosmiddelen worden opgelost of onder hitte worden verzacht of gesmolten, waardoor het materiaal tot vezels kan worden gesponnen, tot vaste voorwerpen kan worden gevormd of als een film kan worden gegoten.
Celluloseacetaat wordt meestal bereid door cellulose te behandelen met azijnzuur en vervolgens met azijnzuuranhydride in aanwezigheid van een katalysator zoals zwavelzuur. Wanneer de resulterende reacties tot voltooiing mogen komen, is het product een volledig geacetyleerde verbinding die bekend staat als primair celluloseacetaat, of beter gezegd cellulosetriacetaat. Triacetaat is een zeer kristallijne stof met een hoog smeltpunt (300 ° C [570 ° F]) die alleen oplosbaar is in een beperkt aantal oplosmiddelen (meestal methyleenchloride). Van oplossing kan triacetaat droog tot vezels worden gesponnen of, met behulp van weekmakers, als film worden gegoten. Als het primaire acetaat wordt behandeld met water, kan een hydrolisatiereactie optreden waarbij de acetyleringsreactie gedeeltelijk wordt omgekeerd, waardoor een secundair celluloseacetaat of cellulosediacetaat ontstaat. Diacetaat kan worden opgelost door goedkopere oplosmiddelen zoals aceton om droog te spinnen tot vezels. Met een lagere smelttemperatuur (230 ° C [445 ° F]) dan triacetaat, kan diacetaat in vlokvorm worden gemengd met geschikte weekmakers tot poeders voor het gieten van vaste voorwerpen, en het kan ook als film worden gegoten.
Cellulose-acetaat werd eind 19e eeuw ontwikkeld als onderdeel van een poging om industrieel geproduceerde vezels op basis van cellulose te ontwerpen. Behandeling van cellulose met salpeterzuur had cellulosenitraat (ook bekend als nitrocellulose) opgeleverd, maar de moeilijkheden bij het werken met deze licht ontvlambare verbinding moedigden onderzoek op andere gebieden aan. In 1865 ontdekten Paul Schützenberger en Laurent Naudin van het Collège de France in Parijs de acetylering van cellulose door azijnzuuranhydride, en in 1894 patenteerden Charles F. Cross en Edward J. Bevan, werkzaam in Engeland, een proces voor de bereiding van in chloroform oplosbaar cellulosetriacetaat. De Britse chemicus George Miles leverde in 1903–05 een belangrijke commerciële bijdrage met de ontdekking dat, wanneer de volledig geacetyleerde cellulose werd onderworpen aan hydrolyse, deze transformeerde in een minder sterk geacetyleerde verbinding (cellulosediacetaat) die oplosbaar was in goedkope organische oplosmiddelen zoals als aceton.
De volledige exploitatie van het in aceton oplosbare materiaal op commerciële schaal werd tot stand gebracht door twee Zwitserse broers, Henri en Camille Dreyfus, die tijdens de Eerste Wereldoorlog in Engeland een fabriek bouwden voor de productie van cellulosediacetaat voor gebruik als een niet-brandbare dope voor de bekleding van vliegtuigvleugels van stof. Na de oorlog, zonder verdere vraag naar acetaatdope, wendden de gebroeders Dreyfus zich tot de productie van diacetaatvezels en in 1921 begon hun bedrijf, British Celanese Ltd., met de commerciële productie van het product, handelsmerk als Celanese. In 1929 begon EI du Pont de Nemours & Company (nu DuPont Company) met de productie van acetaatvezels in de Verenigde Staten. Acetaatstoffen vonden brede belangstelling vanwege hun zachtheid en sierlijke drapering. Het materiaal kreukt niet gemakkelijk tijdens het dragen en houdt, vanwege de lage vochtabsorptie bij juiste behandeling, bepaalde soorten vlekken niet gemakkelijk vast. Kledingstukken van acetaat wassen goed, behouden hun oorspronkelijke grootte en vorm en drogen in korte tijd, hoewel ze de neiging hebben om kreukels vast te houden als ze nat zijn. De vezels zijn, alleen of in mengsels, gebruikt in kleding zoals jurken, sportkleding, ondergoed, overhemden en stropdassen en ook in tapijten en andere woninginrichting.
In 1950 begon de Britse firma Courtaulds Ltd. met het ontwikkelen van triacetaatvezels, die vervolgens op commerciële schaal werden geproduceerd nadat methyleenchloride-oplosmiddel beschikbaar was gekomen. Courtaulds en British Celanese brachten een triacetaatvezel op de markt onder het handelsmerk Tricel. In de Verenigde Staten werd triacetaat geïntroduceerd onder de handelsnaam Arnel. Triacetaatweefsels werden bekend om hun superieure vormvastheid, krimpbestendigheid en was- en drooggemak.
De productie van acetaatvezels is sinds het midden van de 20e eeuw afgenomen, mede door concurrentie van polyestervezels, die dezelfde of betere was- en slijtage-eigenschappen hebben, bij hogere temperaturen kunnen worden gestreken en goedkoper zijn. Desalniettemin worden acetaatvezels vanwege hun hoge glans nog steeds gebruikt in gemakkelijk te onderhouden kledingstukken en voor de binnenbekleding van kleding. Cellulosediacetaatkoord (vezelbundels) is het belangrijkste materiaal geworden voor sigarettenfilters.
Het eerste commerciële gebruik van cellulosediacetaat als plastic was in zogenaamde veiligheidsfilm, kort na het begin van de 20e eeuw voor het eerst voorgesteld als vervanging voor celluloid in de fotografie. Het materiaal kreeg in de jaren twintig van de vorige eeuw een extra impuls door de introductie van spuitgieten, een snelle en efficiënte vormtechniek waaraan acetaat bijzonder vatbaar was, maar waaraan celluloid niet kon worden blootgesteld vanwege de hoge temperaturen. Cellulose-acetaat werd veel gebruikt in de auto-industrie vanwege zijn mechanische sterkte, taaiheid, slijtvastheid, transparantie en vormbaarheid. Door zijn hoge slagvastheid was het een gewenst materiaal voor een veiligheidsbril, gereedschapshandgrepen, oliemeters en dergelijke. In de jaren dertig verving cellulosetriacetaat diacetaat in fotografische film en werd het de belangrijkste basis voor films, stilstaande fotografie en röntgenfoto's.
Met de introductie van nieuwere polymeren die in de jaren dertig en veertig begonnen, gingen celluloseacetaatkunststoffen echter achteruit. Zo werd triacetaat in de filmfotografie uiteindelijk vervangen door polyethyleentereftalaat, een goedkoop polyester dat tot een sterke, maatvaste film kon worden verwerkt. Triacetaat wordt nog steeds geëxtrudeerd of gegoten in film of vel dat wordt gebruikt in verpakkingen, membraanfilters en fotografische film, en diacetaat wordt gespuitgiet tot kleine onderdelen zoals tandenborstels en brilmonturen.
![Seven Samurai film van Kurosawa [1954]](https://images.thetopknowledge.com/img/entertainment-pop-culture/3/seven-samurai-film-kurosawa-1954.jpg "Seven Samurai film van Kurosawa [1954]")
