Celluloseacetat ist ein vielseitiges Material, das aus Cellulose gewonnen wird. Aufgrund seiner hervorragenden Haltbarkeit, Transparenz und biologischen Abbaubarkeit wird es in verschiedenen Anwendungen wie Textilien, Folien und Gläsern eingesetzt.
| IUPAC-Name | Celluloseacetat |
| Molekularformel | (C6H7O2(OH)3/2)n |
| CAS-Nummer | 9004-35-7 |
| Synonyme | Celluloseacetat, Acetylcellulose, Acetocell, Cellitose |
| InChI | InChI=1S/C6H7O2.C4H6O2/c1-4(7)8-6-3-2-5(6)9;1-3(2)4/h2-3.6H,1H3;1-2H3 |
Eigenschaften von Celluloseacetat
Celluloseacetat-Formel
Die Formel für Celluloseacetat lautet (C6H7O2(OH)3/2)n. Es wird aus Cellulose gewonnen, indem einige Hydroxylgruppen durch O(CO)CH3-Gruppen ersetzt werden. Diese Formel stellt die Struktur der wiederkehrenden Einheiten des Celluloseacetatpolymers dar.
Molmasse von Celluloseacetat
Die Molmasse von Acetylcellulose kann je nach Polymerisationsgrad variieren. Im Durchschnitt schwankt sie zwischen mehreren tausend und über hunderttausend Gramm pro Mol. Die Molmasse beeinflusst die physikalischen Eigenschaften und das Verhalten von Acetylcellulose.
Siedepunkt von Celluloseacetat
Acetylcellulose hat einen relativ hohen Siedepunkt, typischerweise zwischen 260 und 350 Grad Celsius. Dieser Temperaturbereich ist für die Verarbeitung und Formgebung von Acetylcellulose-Materialien erforderlich, beispielsweise bei der Herstellung von Fasern, Folien und anderen industriellen Anwendungen.
Celluloseacetat Schmelzpunkt
Acetylcellulose hat einen moderaten Schmelzpunkt, normalerweise etwa 200 bis 260 Grad Celsius. Dieser Temperaturbereich ermöglicht ein einfaches Schmelzen und Formen von Acetylcellulosematerialien während des Herstellungsprozesses.
Celluloseacetatdichte g/ml
Die Dichte von Acetylcellulose variiert je nach spezifischer Formulierung und Polymerisationsgrad. Im Allgemeinen liegt die Dichte zwischen 1,27 und 1,34 Gramm pro Milliliter. Diese Dichte trägt zur Leichtigkeit von Produkten auf Acetylcellulosebasis bei.
Molekulargewicht von Celluloseacetat
Das Molekulargewicht von Acetylcellulose hängt von ihrem Polymerisationsgrad ab. Sie schwankt im Allgemeinen zwischen mehreren tausend und mehr als hunderttausend Gramm pro Mol. Das Molekulargewicht beeinflusst verschiedene Eigenschaften von Acetylcellulose, einschließlich seiner mechanischen Festigkeit und Löslichkeit.
Struktur von Celluloseacetat
Die Struktur von Acetylcellulose besteht aus Glucoseeinheiten, die durch glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind. Die O(CO)CH3-Gruppen sind an einige der Hydroxylgruppen gebunden, was zu einer teilweise substituierten Zellulosekette führt. Diese Struktur verleiht Acetylcellulose ihre einzigartigen Eigenschaften.
Löslichkeit von Celluloseacetat
Acetylcellulose ist in einer Vielzahl von Lösungsmitteln löslich, darunter Aceton, Ethylacetat und Chloroform. Diese Löslichkeit ermöglicht eine einfache Verarbeitung und Herstellung von Acetylcellulosematerialien in verschiedenen Formen wie Filmen, Fasern und Beschichtungen.
| Aussehen | Weißer Feststoff |
| Spezifisches Gewicht | 1,27 – 1,34 g/ml |
| Farbe | Farblos bis hellgelb |
| Geruch | Geruchlos |
| Molmasse | Mehrere Tausend – mehr als 100.000 g/mol |
| Dichte | 1,27 – 1,34 g/ml |
| Fusionspunkt | 200 – 260°C |
| Siedepunkt | 260 – 350°C |
| Blitzpunkt | > 150°C |
| Löslichkeit in Wasser | Unlöslich |
| Löslichkeit | Löslich in Aceton, Ethylacetat, Chloroform |
| Dampfdruck | Unerheblich |
| Wasserdampfdichte | Nicht verfügbar |
| pKa | Nicht verfügbar |
| pH-Wert | Unzutreffend |
Sicherheit und Gefahren von Celluloseacetat
Acetylcellulose gilt im Allgemeinen als sicher für den allgemeinen Gebrauch, mit geringer Toxizität und minimalen Gesundheitsrisiken. Es ist jedoch wichtig, verantwortungsvoll damit umzugehen. Direkter Kontakt mit Acetylcellulosefasern oder -filmen kann bei manchen Menschen zu leichten Reizungen der Haut und Augen führen. Während der Verarbeitung oder Herstellung ist es ratsam, für eine gute Belüftung zu sorgen, um das Einatmen feiner Partikel oder Dämpfe zu vermeiden. Brennbare Acetylzellulosematerialien können sich entzünden, wenn sie offenen Flammen oder großer Hitze ausgesetzt werden, wodurch reizende und möglicherweise giftige Dämpfe entstehen. Es müssen ordnungsgemäße Lagerungs-, Handhabungs- und Entsorgungsverfahren befolgt werden, um potenzielle Gefahren zu minimieren und die Sicherheit in der Arbeitsumgebung zu gewährleisten.
| Gefahrensymbole | Keiner |
| Sicherheitsbeschreibung | Acetylcellulose gilt bei korrekter Handhabung im Allgemeinen als sicher. Vermeiden Sie direkten Kontakt mit Augen und Haut. Sorgen Sie während der Behandlung für gute Belüftung. An einem kühlen, trockenen Ort, fern von offenen Flammen, aufbewahren. Befolgen Sie die ordnungsgemäßen Handhabungs-, Lagerungs- und Entsorgungsverfahren. |
| UN-Identifikationsnummern | Unzutreffend |
| HS-Code | 3912.39.00 |
| Gefahrenklasse | Nicht als gefährlich eingestuft |
| Verpackungsgruppe | Unzutreffend |
| Toxizität | Geringe Toxizität |
Methoden zur Synthese von Celluloseacetat
Verschiedene Methoden können Acetylcellulose synthetisieren. Eine übliche Methode ist die Veresterung von Cellulose mit Essigsäureanhydrid oder Essigsäure in Gegenwart eines Katalysators. Bei diesem Prozess reagieren die Hydroxylgruppen der Cellulose mit den Acetylgruppen des Essigsäureanhydrids und ersetzen die Hydroxylgruppen durch -O(CO)CH3-Gruppen. Kontrollierte Temperatur- und Zeitbedingungen ermöglichen es, den gewünschten Substitutionsgrad zu erreichen.
Ein anderer Ansatz nutzt Cellulosederivate wie Cellulosetriacetat oder Cellulosediacetat als Rohstoffe. Diese Derivate werden durch teilweise oder vollständige Acetylierung von Cellulose gewonnen. Durch die Reaktion dieser Derivate mit Essigsäureanhydrid oder Essigsäure entsteht Acetylcellulose.
Alternativ kann die direkte Acetylierung von Cellulose mit Essigsäureanhydrid und einem starken Säurekatalysator Acetylcellulose synthetisieren. Diese Methode macht den Einsatz vormodifizierter Cellulosederivate überflüssig.
Jede Synthesemethode bietet ihre eigenen Vorteile und Überlegungen hinsichtlich der Reaktionsbedingungen, des Substitutionsgrads und der Eigenschaften von Acetylcellulose. Die Wahl der Synthesemethode hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen und den gewünschten Eigenschaften des Acetylcelluloseprodukts ab.
Verwendung von Celluloseacetat
Aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften findet Acetylcellulose in verschiedenen Branchen Anwendung. Hier sind einige häufige Verwendungszwecke von Acetylcellulose:
- Die Textilindustrie verwendet Acetylzellulosefasern zur Herstellung von Stoffen mit luxuriöser Haptik, hohem Glanz und hervorragender Drapierbarkeit.
- Acetylcellulosefolien finden Verwendung bei der Herstellung von Fotofilmen sowie für Verpackungs-, Laminier- und Grafikanwendungen.
- Aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Haltbarkeit und seiner Fähigkeit, sich in verschiedene Formen und Farben zu formen, verwenden Hersteller häufig Acetylzellulose bei der Herstellung von Brillengestellen.
- Hersteller verwenden Acetylzellulose in Zigarettenfiltern, um schädliche Partikel wirksam einzufangen.
- Verschiedene Anwendungen wie Farben, Lacke und Lacke nutzen Acetylcellulose als Beschichtungsmaterial.
- Filtrationsverfahren wie Umkehrosmose und Ultrafiltration nutzen Acetylzellulosemembranen zur Wasserreinigung und Stofftrennung.
- Branchen wie Holzverarbeitung und Verpackung nutzen Acetylzelluloseklebstoffe wegen ihrer guten Klebeeigenschaften.
- Medizinische Anwendungen, einschließlich Wundauflagen, Arzneimittelverabreichungssysteme und Gerüste für die Gewebezüchtung, verwenden Acetylzellulose.
- Bei der Herstellung von Konsumgütern wie Haarbürsten, Kämmen und Küchenutensiliengriffen wird Acetylzellulose verwendet.
- Verpackungsmaterialien, einschließlich Blisterpackungen und Acetylzellulosebeutel, verwenden Acetylzellulose aufgrund ihrer Transparenz und Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Die Vielfalt der Anwendungen unterstreicht die Vielseitigkeit und weit verbreitete Verwendung von Acetylcellulose in vielen Branchen.
Fragen:
F: Ist Celluloseacetat biologisch abbaubar?
A: Ja, Acetylcellulose ist biologisch abbaubar, das heißt, sie kann im Laufe der Zeit durch natürliche Prozesse abgebaut werden.
F: Ist Celluloseacetat polar oder unpolar?
A: Acetylcellulose ist aufgrund der Anwesenheit von Acetatgruppen polar, was dem Molekül eine gewisse Polarität verleiht.
F: Wird Methanol Celluloseacetat auflösen?
A: Ja, Methanol kann Acetylcellulose auflösen, da es intermolekulare Kräfte innerhalb des Polymers zerstören kann.
F: Kann Celluloseacetat an einem anderen Negativ haften?
A: Nein, Acetylzellulose hat keine inhärenten Klebeeigenschaften und erfordert im Allgemeinen zusätzliche Klebemittel, um auf anderen Oberflächen zu haften.
F: Wie kann die Hydrolyse von Celluloseacetatfolien verhindert werden?
A: Um eine Hydrolyse der Acetylcellulosefolie zu vermeiden, sollte diese in einer trockenen Umgebung, fern von Feuchtigkeit und hoher Luftfeuchtigkeit, gelagert werden.
F: Wie stellt man Celluloseacetat her?
A: Acetylcellulose kann durch Acetylierung von Cellulose mit Essigsäureanhydrid oder Essigsäure in Gegenwart eines Katalysators hergestellt werden, gefolgt von Reinigungs- und Verarbeitungsschritten.
F: Wie stellt man Schmuck aus Celluloseacetat her?
A: Acetylzellulose-Schmuck kann hergestellt werden, indem man Acetylzellulose-Blätter oder -Perlen schneidet, formt und poliert und sie dann zu den gewünschten Schmuckdesigns zusammenfügt.
F: Ist Celluloseacetat giftig?
A: Acetylcellulose gilt im Allgemeinen als wenig toxisch und ist bei korrekter Handhabung für den allgemeinen Gebrauch unbedenklich.
F: Woraus besteht Celluloseacetat?
A: Acetylcellulose wird aus Cellulose, einem natürlichen Polymer aus pflanzlichen Quellen, durch einen chemischen Modifikationsprozess hergestellt, der -O(CO)CH3-Gruppen in die Cellulosestruktur einführt.