Celluloseacetaat is een veelzijdig materiaal afgeleid van cellulose. Het wordt gebruikt in verschillende toepassingen zoals textiel, films en glas vanwege de uitstekende duurzaamheid, transparantie en biologische afbreekbaarheid.
| IUPAC-naam | Celluloseacetaat |
| Moleculaire formule | (C6H7O2(OH)3/2)n |
| CAS-nummer | 9004-35-7 |
| Synoniemen | Celluloseacetaat, 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 |
Eigenschappen van celluloseacetaat
Celluloseacetaatformule
De formule voor celluloseacetaat is (C6H7O2(OH)3/2)n. Het is afgeleid van cellulose door enkele hydroxylgroepen te vervangen door O(CO)CH3-groepen. Deze formule vertegenwoordigt de zich herhalende eenheidsstructuur van celluloseacetaatpolymeer.
Molaire massa van celluloseacetaat
De molaire massa van acetylcellulose kan variëren afhankelijk van de polymerisatiegraad. Gemiddeld varieert het van enkele duizenden tot meer dan honderdduizend gram per mol. Molaire massa beïnvloedt de fysische eigenschappen en het gedrag van acetylcellulose.
Kookpunt van celluloseacetaat
Acetylcellulose heeft een relatief hoog kookpunt, doorgaans tussen 260 en 350 graden Celsius. Dit temperatuurbereik is nodig voor het verwerken en vormgeven van acetylcellulosematerialen, bijvoorbeeld bij de productie van vezels, films en andere industriële toepassingen.
Celluloseacetaat Smeltpunt
Acetylcellulose heeft een gematigd smeltpunt, meestal rond de 200 tot 260 graden Celsius. Dit temperatuurbereik maakt het gemakkelijk smelten en vormen van acetylcellulosematerialen tijdens productieprocessen mogelijk.
Celluloseacetaatdichtheid g/ml
De dichtheid van acetylcellulose varieert afhankelijk van de specifieke formulering en de polymerisatiegraad. Over het algemeen varieert de dichtheid van 1,27 tot 1,34 gram per milliliter. Deze dichtheid draagt bij aan de lichtheid van producten op basis van acetylcellulose.
Celluloseacetaat Molecuulgewicht
Het molecuulgewicht van acetylcellulose hangt af van de polymerisatiegraad. Het varieert doorgaans van enkele duizenden tot meer dan honderdduizend gram per mol. Het molecuulgewicht beïnvloedt verschillende eigenschappen van acetylcellulose, waaronder de mechanische sterkte en oplosbaarheid.
Structuur van celluloseacetaat
De structuur van acetylcellulose bestaat uit glucose-eenheden die met elkaar zijn verbonden door glycosidische bindingen. De O(CO)CH3-groepen zijn aan enkele van de hydroxylgroepen gebonden, wat resulteert in een gedeeltelijk gesubstitueerde celluloseketen. Deze structuur geeft acetylcellulose zijn unieke eigenschappen.
Oplosbaarheid van celluloseacetaat
Acetylcellulose is oplosbaar in een breed scala aan oplosmiddelen, waaronder aceton, ethylacetaat en chloroform. Deze oplosbaarheid maakt een gemakkelijke verwerking en productie van acetylcellulosematerialen in verschillende vormen mogelijk, zoals films, vezels en coatings.
| Verschijning | Witte vaste stof |
| Soortelijk gewicht | 1,27 – 1,34 g/ml |
| Kleur | Kleurloos tot lichtgeel |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | Enkele duizenden – meer dan 100.000 g/mol |
| Dikte | 1,27 – 1,34 g/ml |
| Fusie punt | 200 – 260°C |
| Kookpunt | 260 – 350°C |
| Flitspunt | > 150°C |
| oplosbaarheid in water | Onoplosbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in aceton, ethylacetaat, chloroform |
| Dampdruk | Verwaarloosbaar |
| Dampdichtheid | Niet beschikbaar |
| pKa | Niet beschikbaar |
| pH | Niet toepasbaar |
Veiligheid en gevaren van celluloseacetaat
Acetylcellulose wordt over het algemeen als veilig beschouwd voor algemeen gebruik, met lage toxiciteit en minimale gezondheidsrisico’s. Het is echter belangrijk om er verantwoord mee om te gaan. Direct contact met acetylcellulosevezels of films kan bij sommige mensen lichte irritatie aan de huid en ogen veroorzaken. Tijdens de verwerking of productie is het raadzaam om goede ventilatie te behouden om inademing van fijne deeltjes of dampen te voorkomen. Brandbare acetylcellulosematerialen kunnen ontbranden als ze worden blootgesteld aan open vuur of hoge hitte, waardoor irriterende en mogelijk giftige dampen ontstaan. De juiste procedures voor opslag, hantering en verwijdering moeten worden gevolgd om mogelijke gevaren te minimaliseren en de veiligheid in de werkomgeving te garanderen.
| Gevarensymbolen | Geen |
| Beveiligingsbeschrijving | Acetylcellulose wordt over het algemeen als veilig beschouwd als het op de juiste manier wordt behandeld. Vermijd direct contact met ogen en huid. Zorg voor goede ventilatie tijdens de behandeling. Bewaren op een koele, droge plaats, uit de buurt van open vuur. Volg de juiste procedures voor behandeling, opslag en verwijdering. |
| VN-identificatienummers | Niet toepasbaar |
| HS-code | 3912.39.00 |
| Gevarenklasse | Niet geclassificeerd als gevaarlijk |
| Verpakkingsgroep | Niet toepasbaar |
| Toxiciteit | Lage toxiciteit |
Methoden voor de synthese van celluloseacetaat
Verschillende methoden kunnen acetylcellulose synthetiseren. Een gebruikelijke methode is het veresteren van cellulose met azijnzuuranhydride of azijnzuur in aanwezigheid van een katalysator. Bij dit proces reageren de hydroxylgroepen van cellulose met de acetylgroepen van azijnzuuranhydride, waarbij de hydroxylgroepen worden vervangen door -O(CO)CH3-groepen. Gecontroleerde temperatuur- en tijdsomstandigheden maken het mogelijk de gewenste substitutiegraad te bereiken.
Een andere benadering maakt gebruik van cellulosederivaten, zoals cellulosetriacetaat of cellulosediacetaat, als grondstoffen. Deze derivaten worden verkregen door gedeeltelijke of totale acetylering van cellulose. De reactie van deze derivaten met azijnzuuranhydride of azijnzuur levert acetylcellulose op.
Als alternatief kan directe acetylering van cellulose met azijnzuuranhydride en een sterk zure katalysator acetylcellulose synthetiseren. Deze methode elimineert de noodzaak van vooraf gemodificeerde cellulosederivaten.
Elke synthesemethode biedt zijn eigen voordelen en overwegingen in termen van reactieomstandigheden, substitutiegraad en eigenschappen van acetylcellulose. De keuze van de synthesemethode hangt af van de specifieke toepassingseisen en de gewenste eigenschappen van het acetylcelluloseproduct.
Gebruik van celluloseacetaat
Acetylcellulose vindt toepassingen in diverse industrieën vanwege de veelzijdige eigenschappen. Hier zijn enkele veelvoorkomende toepassingen van acetylcellulose:
- De textielindustrie gebruikt acetylcellulosevezels om stoffen te produceren met een luxueus gevoel, hoge glans en uitstekende drapeerbaarheid.
- Acetylcellulosefilms worden gebruikt bij de productie van fotografische films, maar ook bij toepassingen op het gebied van verpakking, lamineren en grafische kunst.
- Fabrikanten gebruiken acetylcellulose op grote schaal bij de productie van brilmonturen vanwege het lichte gewicht, de duurzaamheid en het vermogen om in verschillende vormen en kleuren te gieten.
- Producenten gebruiken acetylcellulose in sigarettenfilters om schadelijke deeltjes effectief op te vangen.
- Bij diverse toepassingen zoals verven, vernissen en lakken wordt acetylcellulose als coatingmateriaal gebruikt.
- Filtratieprocessen zoals omgekeerde osmose en ultrafiltratie maken gebruik van acetylcellulosemembranen voor waterzuivering en stoffenscheiding.
- Industrieën zoals houtbewerking en verpakking gebruiken acetylcelluloselijmen vanwege hun goede hechtingseigenschappen.
- Medische toepassingen, waaronder wondverbanden, systemen voor medicijnafgifte en steigers voor weefselmanipulatie, maken gebruik van acetylcellulose.
- Bij de productie van consumptiegoederen zoals haarborstels, kammen en handvatten voor keukengerei wordt acetylcellulose verwerkt.
- Verpakkingsmaterialen, waaronder blisterverpakkingen en acetylcellulosezakken, gebruiken acetylcellulose vanwege de transparantie en vochtbestendigheid.
De diversiteit aan toepassingen benadrukt de veelzijdigheid en het wijdverbreide gebruik van acetylcellulose in veel industrieën.
Vragen:
Vraag: Is celluloseacetaat biologisch afbreekbaar?
A: Ja, acetylcellulose is biologisch afbreekbaar, wat betekent dat het na verloop van tijd door natuurlijke processen kan worden afgebroken.
Vraag: Is celluloseacetaat polair of niet-polair?
A: Acetylcellulose is polair vanwege de aanwezigheid van acetaatgroepen, die enige polariteit aan het molecuul verlenen.
Vraag: Zal methanol celluloseacetaat oplossen?
A: Ja, methanol kan acetylcellulose oplossen vanwege het vermogen ervan om de intermoleculaire krachten in het polymeer te verstoren.
Vraag: Kan celluloseacetaat aan een ander negatief hechten?
A: Nee, acetylcellulose heeft geen inherente kleefeigenschappen en vereist doorgaans extra kleefmiddelen om aan andere oppervlakken te hechten.
Vraag: Hoe kan ik hydrolyse van celluloseacetaatplaten voorkomen?
A: Om hydrolyse van acetylcellulosefolie te voorkomen, moet het in een droge omgeving worden bewaard, uit de buurt van vocht en hoge luchtvochtigheid.
Vraag: Hoe maak ik celluloseacetaat?
A: Acetylcellulose kan worden vervaardigd door cellulose te acetyleren met behulp van azijnzuuranhydride of azijnzuur in aanwezigheid van een katalysator, gevolgd door zuiverings- en verwerkingsstappen.
Vraag: Hoe maak je sieraden van celluloseacetaat?
A: Acetylcellulose-sieraden kunnen worden gemaakt door acetylcellulosevellen of -kralen te snijden, vorm te geven en te polijsten, en ze vervolgens samen te voegen tot de gewenste sieradenontwerpen.
Vraag: Is celluloseacetaat giftig?
A: Van acetylcellulose wordt algemeen aangenomen dat het een lage toxiciteit heeft en bij correct gebruik veilig is voor algemeen gebruik.
Vraag: Waar is celluloseacetaat van gemaakt?
A: Acetylcellulose wordt gemaakt van cellulose, een natuurlijk polymeer afkomstig van plantaardige bronnen, via een chemisch modificatieproces dat -O(CO)CH3-groepen op de cellulosestructuur introduceert.