Como fazer acetato de celulose

Contente

• O que é celulose?
• História de Derivados de Celulose
• Estrutura de acetato de celulose
• Usos do acetato de celulose
• Acetato de celulose e meio ambiente

O acetato de celulose é uma substância que, como vários outros materiais utilizados na indústria humana, deve sua existência à celulose, um polissacarídeo natural encontrado nas plantas. (Um polissacarídeo é uma molécula de carboidrato composta de muitas unidades repetidas de açúcar; o glicogênio, uma forma de armazenamento de glicose em humanos e outros animais, é outro polissacarídeo.) Desenvolvido pela primeira vez na década de 1860, o acetato de celulose acabou mudando a indústria cinematográfica. possibilitando armazenar imagens de uma substância que não tendia a explodir em chamas, assim como os primos baseados em celulóide do material que antecedia o acetato de celulose no mundo do cinema.

Embora o acetato de celulose tenha sido substituído por poliéster na fabricação do filme, ele se mostrou uma substância extremamente versátil. Está fortemente associado à modificação do algodão e com razão, mas também encontrou um lar em várias outras aplicações.

O que é celulose?

A celulose é um polímero de moléculas de glicose. Por sua vez, a glicose - que é a principal fonte de energia para as células vivas, seja ingerida (como em animais) ou sintetizada (como em plantas) - é uma molécula de seis carbonos que inclui um anel hexagonal. Um dos seis carbonos está acima do anel e está ligado a um grupo -OH, ou hidroxila; dois dos carbonos dentro do próprio anel também estão ligados a um grupo hidroxila. Esses três grupos -OH podem reagir prontamente com outras moléculas para formar ligações de hidrogênio.

Existem outros polímeros de glicose, mas na celulose, produzida por uma variedade de plantas, os monômeros individuais de glicose são os mais estendidos ou estendidos. Além disso, cadeias individuais de celulose se alinham paralelamente, o que incentiva as ligações de hidrogênio entre as cadeias adjacentes e fortalece toda a estrutura da celulose. No tipo de celulose de algodão, as correntes são tão firmemente ligadas e alinhadas que é difícil dissolvê-las usando métodos convencionais não agressivos, como apenas molhá-las.

História de Derivados de Celulose

Nos primeiros dias do cinema, no início do século XX, o filme percorrido por projetores consistia em nitrocelulose, que recebeu o nome comercial Celluloid. Como muitos compostos ricos em nitrogênio, a nitrocelulose é altamente combustível e, de fato, pode pegar fogo espontaneamente nas condições certas. Por causa do calor gerado pelos projetores e da óbvia necessidade de manter o filme seco, isso preparou o cenário, por assim dizer, para contratempos ardentes nos momentos menos oportunos.

Em 1865, um químico francês, Paul Schützenberger, descobriu que, ao misturar polpa de madeira, rica em celulose, com um composto chamado anidrido acético, a última substância era capaz de abrir caminho entre as cadeias de celulose ligadas ao hidrogênio e para os muitos grupos hidroxila disponíveis lá. Inicialmente, esta nova substância, acetato de celulose, não foi utilizada. Porém, 15 anos depois, os irmãos suíços Camille e Henri Dreyfus descobriram que o acetato de celulose poderia ser dissolvido no forte solvente acetona e depois reformado em uma variedade de compostos diferentes. Por exemplo, quando montado em folhas finas e sólidas, pode ser usado como filme.

Estrutura de acetato de celulose

Lembre-se de que as moléculas de glicose incluem três grupos hidroxila, um deles ligado ao exterior do carbono nos anéis hexagonais e outros dois projetando-se a partir do próprio anel. O átomo de hidrogênio do grupo hidroxila, que está ligado ao oxigênio que também está ligado ao carbono do outro lado, pode ser facilmente deslocado por certas moléculas que, em seguida, levam esse ponto de hidrogênio na construção da glicose original. Uma dessas moléculas é acetato.

O acetato, a forma de ácido acético que perdeu seu hidrogênio ácido, é um composto de dois átomos de carbono frequentemente escrito CH₃COO^-. Isso implica que o acetato tem um metil (CH₃-) grupo em uma extremidade e um grupo carboxila na outra extremidade. Um grupo carboxila tem uma ligação dupla com um oxigênio e uma ligação simples com o outro. Como o oxigênio pode formar duas ligações e carrega uma carga negativa quando possui apenas uma ligação, é nesse oxigênio que o acetato se liga à molécula de glicose, onde um grupo hidroxila estava anteriormente intacto.

O acetato de celulose, como o termo é comumente usado, refere-se realmente a diacetato de celulose, no qual dois dos três grupos hidroxila disponíveis em cada monômero de glicose foram substituídos por acetato. Se acetato suficiente for disponibilizado, os demais grupos hidroxila também começarão a ser substituídos por grupos acetato, formando triacetato de celulose.

O ácido acético, a propósito, é o ingrediente ativo do vinagre. Além disso, um derivado do ácido acético chamado acetil coenzima A, ou acetil CoA, é uma molécula chave no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) na respiração celular aeróbica.

Usos do acetato de celulose

Como observado, o acetato de celulose foi amplamente substituído por uma forma de poliéster na produção de filmes, mas ambos passam amplamente agora que a fotografia e a filmografia digital se tornaram rapidamente o padrão da época. O acetato de celulose também é um componente importante dos filtros de cigarro.

Quando as aeronaves entraram em cena no início de 1900, os químicos logo descobriram que o acetato de celulose poderia ser mergulhado no material usado para formar os corpos e as asas dos aviões e, assim, torná-los mais resistentes, sem acrescentar muito peso extra.

Os tecidos de acetato, como são chamados, estão em todo o mundo do vestuário. Camisas de algodão são um produto popular que inclui material de acetato. (Quando você vê "acetato" em uma etiqueta de roupa, o que realmente está sendo listado é acetato de celulose.) Mas, nos primeiros usos do acetato de celulose na indústria de vestuário, ele era usado em conjunto com a seda, um tratamento mais caro do que como base para roupas baratas produzidas em massa. Aqui, ele foi usado para ajudar a manter os intrincados padrões frequentemente vistos em materiais de seda.

Na década de 1940, quando foi possível fazer formas transparentes do material, o acetato de celulose encontrou uma casa no Departamento de Defesa dos EUA, que o usava para fabricar janelas de aeronaves e as partes ocultas das máscaras de gás. Hoje, ele é usado em vários plásticos e continua sendo uma alternativa comum às janelas de vidro, embora tenha sido amplamente substituído pelo acrílico a esse respeito.

Acetato de celulose e meio ambiente

Por definição, os produtos de acetato de celulose são feitos para resistir à degradação de todos os tipos e, em particular, à degradação química. Isso significa que, quando você pensa em uma lista de produtos "biodegradáveis", qualquer coisa feita com acetato de celulose deve ficar no fundo da sua lista mental, porque esses produtos persistem no ambiente por longos períodos em que se tornam lixo. (Considere o número de bitucas de cigarro que você provavelmente viu na última vez em que deu um passeio por uma estrada típica. Infelizmente, elas não são grandes o bastante, como garrafas e latas, para serem identificadas e recolhidas pelas equipes de lixo, mas são onipresente o suficiente para se apresentar como um colírio para os olhos.)

Quando os produtos de acetato de celulose ficam ao sol por tempo suficiente, a energia luminosa que os atinge pode começar a dissolver o acetato de celulose. Isso permite que as moléculas do ambiente, principalmente as esterases, atacem as ligações do acetato de celulose a sério. Essa combinação de "ataque" é conhecida como fotocodegradação.