Celulozni acetat, sintetična spojina, pridobljena iz acetilacije rastlinske snovi celuloze. Celulozni acetat se vrti v tekstilna vlakna, različno znana kot acetatni rajon, acetat ali triacetat. Lahko se tudi oblikuje v trdne plastične dele, kot so ročaji za orodje, ali pa se vlije v film za fotografiranje ali zavijanje hrane, čeprav se je njegova uporaba v teh aplikacijah zmanjšala.
glavni industrijski polimeri: celulozni acetat
Pomanjkljivosti celuloznega nitrata so povečale možnost proizvodnje drugih estrov celuloze, zlasti estrov
Celuloza je naravni polimer, pridobljen iz lesnih vlaken ali kratkih vlaken (oblog), ki se držijo semen bombaža. Sestavljen je iz ponavljajočih se enot glukoze s kemijsko formulo C 6 H 7 O 2 (OH) 3 in z naslednjo molekularno strukturo:
V nespremenjeni celulozi X v molekularni strukturi predstavlja vodik (H), kar kaže na prisotnost v molekuli treh hidroksilnih (OH) skupin. OH skupine tvorijo močne vodikove vezi med molekulami celuloze, zaradi česar se celulozne strukture ne morejo zrahljati s toploto ali topili, ne da bi pri tem prišlo do kemičnega razpada. Vendar je po acetilacije je vodik v hidroksilnih skupin nadomesti z acetilnih skupin (CH 3 CO). Nastalo celulozno acetatno spojino lahko raztopimo v določenih topilih ali mehčamo ali stopimo pri vročini, kar omogoča, da se material vrti v vlakna, oblikuje v trdne predmete ali se vliva v film.
Celulozni acetat najpogosteje pripravimo z obdelavo celuloze z ocetno kislino in nato z ocetnim anhidridom v prisotnosti katalizatorja, kot je žveplova kislina. Ko pustimo, da nastale reakcije dokončajo, je izdelek popolnoma acetilirana spojina, znana kot primarni celulozni acetat ali, pravilneje, celulozni triacetat. Triacetat je visoko kristalna snov (300 ° C [570 ° F]), ki je topna le v omejenem območju topil (običajno metilen klorida). Iz raztopine lahko triacetat suho vijak v vlakna ali s pomočjo mehčalcev vlivamo kot film. Če primarni acetat obdelamo z vodo, lahko pride do reakcije hidrolizacije, pri kateri se reakcija acetilacije delno obrne, kar povzroči sekundarni celulozni acetat ali celulozni diacetat. Diacetat lahko raztopimo s cenejšimi topili, kot je aceton za suho predenje v vlakna. Z nižjo temperaturo taljenja (230 ° C [445 ° F]) kot triacetat lahko diacetat v obliki kosmičev zmešamo z ustreznimi mehčalci v praške za oblikovanje trdih predmetov, lahko pa se vlije tudi kot film.
Celulozni acetat je bil razvit v poznem 19. stoletju kot del prizadevanja za oblikovanje industrijsko proizvedenih vlaken na osnovi celuloze. Obdelava celuloze z dušikovo kislino je povzročila celulozni nitrat (znan tudi kot nitroceluloza), vendar so težave pri delu s to vnetljivo spojino spodbudile raziskave na drugih področjih. Leta 1865 Paul Schützenberger in Laurent Naudin iz Collège de France v Parizu sta v Parizu odkrila acetilacijo celuloze z anhidridom ocetne kisline, leta 1894 pa Charles F. Cross in Edward J. Bevan, ki delata v Angliji, patentiral postopek za pripravo celuloze, topnega celuloznega triacetata. Britanski kemik George Miles je v letih 1903–05 prispeval pomemben komercialni prispevek z odkritjem, da se je ob popolni acetilirani celulozi hidroliziral v manj visoko acetilirano spojino (celulozni diacetat), ki je bila topna v poceni organskih topilih, kot npr. kot aceton.
Popolno izkoriščanje materiala, topnega v acetonu v komercialnem obsegu, sta izvedla dva švicarska brata, Henri in Camille Dreyfus, ki sta med prvo svetovno vojno v Angliji zgradila tovarno za proizvodnjo celuloznega diacetata, ki se uporablja kot negorljiv drog prevleka kril iz letala iz tkanine. Po vojni, soočeni z nadaljnjim povpraševanjem po acetatnem drogu, sta se brata Dreyfus obrnila na proizvodnjo diacetatskih vlaken in leta 1921 je njihovo podjetje British Celanese Ltd. začelo komercialno proizvodnjo izdelka, ki je bilo zaščiteno kot celanese. Leta 1929 je EI du Pont de Nemours & Company (danes DuPont Company) začela proizvodnjo acetatnih vlaken v ZDA. Tkanine iz acetata so našle široko ugodnost zaradi svoje mehkobe in graciozne odeje. Material se pri obrabi ne zlahka naguba in zaradi majhne absorpcije vlage ob pravilni obdelavi ne zadrži nekaterih vrst madežev. Oblačila iz acetata dobro operejo, ohranijo svojo prvotno velikost in obliko ter se posušijo v kratkem času, čeprav imajo težje, da se vlage, ko so mokre, zadržijo. Vlakna se uporabljajo samostojno ali v mešanicah, pri oblačilih, kot so obleke, športna oblačila, spodnje perilo, majice in kravate ter tudi v preprogah in drugi opremi za dom.
Leta 1950 je britanska firma Courtaulds Ltd. začela razvijati triacetatna vlakna, ki so bila kasneje proizvedena v komercialnem obsegu, potem ko je na voljo topilo metilenklorida. Courtaulds in British Celanese so tržili triacetatna vlakna pod blagovno znamko Tricel. V ZDA je bil triacetat uveden pod zaščitenim imenom Arnel. Triacetatne tkanine so postale znane po vrhunskem zadrževanju oblike, odpornosti na krčenje ter enostavnosti pranja in sušenja.
Proizvodnja acetatnih vlaken se od sredine 20. stoletja zmanjšuje, deloma zaradi konkurence iz poliestrskih vlaken, ki imajo enake ali boljše lastnosti pranja in obrabe, je mogoče likati pri višjih temperaturah in so cenejše. Kljub temu se acetatna vlakna zaradi visokega sijaja še vedno uporabljajo v oblačilih za enostavno nego in pri notranjih oblogah oblačil. Vložek diacetata iz celuloze (snopi vlaken) je postal glavni material za cigaretne filtre.
Prva komercialna uporaba celuloznega diacetata kot plastike je bila v tako imenovanem varnostnem filmu, ki je bil prvič predlagan kot nadomestilo za celuloid v fotografiji kmalu po začetku 20. stoletja. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je material dobil nov zagon z uvedbo brizganja, hitro in učinkovito tehniko oblikovanja, ki ji je bil acetat še posebej podvržen, vendar se mu zaradi visokih temperatur ni mogel izpostaviti celuloid. Celulozni acetat je postal široko uporabljen v avtomobilski industriji zaradi svoje mehanske trdnosti, žilavosti, odpornosti proti obrabi, preglednosti in enostavnosti oblikovanja. Njegova visoka odpornost na udarce je postala zaželen material za zaščitna očala, ročaje orodja, merilnike olja in podobno. V tridesetih letih 20. stoletja je celulozni triacetat nadomestil diacetat v fotografskem filmu, s čimer je postal vodilna podlaga za gibanje slik, fotografije in rentgenske žarke.
Z uvedbo novejših polimerov v začetku tridesetih in štiridesetih let prejšnjega stoletja pa je celulozna acetatna plastika upadala. Triacetat, na primer, je bil v gibanju fotografij na koncu nadomeščen s polietilen tereftalatom, poceni poliestrom, ki ga je mogoče narediti v močan in dimenzijsko stabilen film. Triacetat se še vedno ekstrudira ali vliva v film ali list, ki se uporablja v embalaži, membranskih filtrih in fotografskem filmu, diacetat pa se vbrizga v majhne dele, kot so zobne ščetke in okvirji za očala.
