Οξεική κυτταρίνη, συνθετική ένωση που προέρχεται από την ακετυλίωση της φυτικής ουσίας κυτταρίνη. Η οξική κυτταρίνη περιστρέφεται σε κλωστοϋφαντουργικές ίνες γνωστές διάφορες ως οξική ρεγιόν, οξική ή τριαξεική. Μπορεί επίσης να διαμορφωθεί σε συμπαγή πλαστικά μέρη όπως λαβές εργαλείων ή να χυθεί σε φιλμ για φωτογραφία ή συσκευασία φαγητού, αν και η χρήση του σε αυτές τις εφαρμογές έχει μειωθεί.
κύρια βιομηχανικά πολυμερή: οξική κυτταρίνη
Οι ελλείψεις που είναι εγγενείς στο νιτρικό άλας κυτταρίνης αύξησαν τη δυνατότητα παραγωγής άλλων εστέρων της κυτταρίνης, ιδιαίτερα των εστέρων του
Η κυτταρίνη είναι ένα φυσικώς απαντώμενο πολυμερές που λαμβάνεται από ίνες ξύλου ή από τις κοντές ίνες (χνούδι) που προσκολλώνται στους σπόρους βαμβακιού. Αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μονάδες γλυκόζης που έχουν τον χημικό τύπο C 6 H 7 O 2 (OH) 3 και την ακόλουθη μοριακή δομή:
Σε αμετάβλητη κυτταρίνη, το Χ στη μοριακή δομή αντιπροσωπεύει υδρογόνο (Η), δείχνοντας την παρουσία στο μόριο τριών υδροξυλο (ΟΗ) ομάδων. Οι ομάδες ΟΗ σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου μεταξύ μορίων κυτταρίνης, με αποτέλεσμα οι δομές κυτταρίνης να μην μπορούν να χαλαρώσουν από θερμότητα ή διαλύτες χωρίς να προκαλέσουν χημική αποσύνθεση. Ωστόσο, κατά την ακετυλίωση, το υδρογόνο στις ομάδες υδροξυλίου αντικαθίσταται από ακετυλο ομάδες (CH 3 -CO). Η προκύπτουσα ένωση οξικής κυτταρίνης μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένους διαλύτες ή να μαλακώσει ή να λιώσει υπό θερμότητα, επιτρέποντας στο υλικό να περιστραφεί σε ίνες, να μορφοποιηθεί σε στερεά αντικείμενα ή να χυθεί ως φιλμ.
Η οξική κυτταρίνη παρασκευάζεται συνήθως με επεξεργασία κυτταρίνης με οξικό οξύ και μετά με οξικό ανυδρίτη παρουσία καταλύτη όπως θειικού οξέος. Όταν οι προκύπτουσες αντιδράσεις αφεθούν να ολοκληρωθούν, το προϊόν είναι μια πλήρως ακετυλιωμένη ένωση γνωστή ως πρωτογενής οξική κυτταρίνη ή, πιο σωστά, τριοξική κυτταρίνη. Το Triacetate είναι μια πολύ κρυσταλλική ουσία (300 ° C [570 ° F]), η οποία είναι διαλυτή μόνο σε περιορισμένο εύρος διαλυτών (συνήθως μεθυλενοχλωρίδιο). Από το διάλυμα, το τριαξεικό άλας μπορεί να ξηραίνεται σε ίνες ή, με τη βοήθεια πλαστικοποιητών, να χυτεύεται ως μεμβράνη. Εάν το πρωτογενές οξικό κατεργάζεται με νερό, μπορεί να προκύψει αντίδραση υδρόλυσης στην οποία η αντίδραση ακετυλίωσης αντιστρέφεται μερικώς, παράγοντας μια δευτερεύουσα οξική κυτταρίνη ή οξική κυτταρίνη. Το διακετικό μπορεί να διαλυθεί με φθηνότερους διαλύτες όπως ακετόνη για ξηρή περιστροφή σε ίνες. Με χαμηλότερη θερμοκρασία τήξης (230 ° C [445 ° F]) από ό, τι το τριοξικό, το διοξικό σε μορφή νιφάδας μπορεί να αναμιχθεί με κατάλληλους πλαστικοποιητές σε σκόνες για χύτευση στερεών αντικειμένων, και μπορεί επίσης να χυθεί ως φιλμ.
Η οξική κυτταρίνη αναπτύχθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα ως μέρος μιας προσπάθειας σχεδιασμού βιομηχανικών ινών με βάση την κυτταρίνη. Η επεξεργασία της κυτταρίνης με νιτρικό οξύ παρήγαγε νιτρική κυτταρίνη (επίσης γνωστή ως νιτροκυτταρίνη), αλλά οι δυσκολίες εργασίας με αυτήν την εξαιρετικά εύφλεκτη ένωση ενθάρρυναν την έρευνα σε άλλους τομείς. Το 1865, ο Paul Schützenberger και ο Laurent Naudin από το Collège de France στο Παρίσι ανακάλυψαν την ακετυλίωση της κυτταρίνης με οξικό ανυδρίτη και το 1894 οι Charles F. Cross και Edward J. Bevan, που εργάζονται στην Αγγλία, κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια διαδικασία για την παρασκευή διαλυτής σε χλωροφόρμιο τριοξικής κυτταρίνης.. Μια σημαντική εμπορική συνεισφορά έγινε από τον Βρετανό χημικό George Miles το 1903–05 με την ανακάλυψη ότι, όταν η πλήρως ακετυλιωμένη κυτταρίνη υποβλήθηκε σε υδρόλυση, μετατράπηκε σε μια λιγότερο ιδιαίτερα ακετυλιωμένη ένωση (διοξική κυτταρίνη) που ήταν διαλυτή σε φθηνούς οργανικούς διαλύτες όπως ως ακετόνη.
Η πλήρης εκμετάλλευση σε εμπορική κλίμακα του διαλυτού στην ακετόνη υλικού πραγματοποιήθηκε από δύο Ελβετούς αδελφούς, Henri και Camille Dreyfus, οι οποίοι κατά τη διάρκεια του Α 'Παγκοσμίου Πολέμου έχτισαν ένα εργοστάσιο στην Αγγλία για την παραγωγή διοξικής κυτταρίνης για να χρησιμοποιηθεί ως μη εύφλεκτο επίστρωση υφασμάτων φτερών αεροπλάνου. Μετά τον πόλεμο, χωρίς να απαιτείται περαιτέρω ζήτηση για οξικό ναρκωτικό, οι αδελφοί Dreyfus στράφηκαν στην παραγωγή διακετικών ινών και το 1921 η εταιρεία τους, η British Celanese Ltd., ξεκίνησε την εμπορική κατασκευή του προϊόντος, με την εμπορική ονομασία Celanese. Το 1929, η EI du Pont de Nemours & Company (τώρα DuPont Company) ξεκίνησε την παραγωγή οξικών ινών στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τα υφάσματα από οξικό άρωμα βρήκαν μεγάλη χάρη για την απαλότητά τους και τη χαριτωμένη κουρτίνα τους. Το υλικό δεν τσαλακώνεται εύκολα όταν φοριέται και, λόγω της χαμηλής απορρόφησης υγρασίας όταν επεξεργάζεται σωστά, δεν συγκρατεί εύκολα ορισμένους τύπους λεκέδων. Τα οξικά ρούχα ξεπλένονται καλά, διατηρώντας το αρχικό τους μέγεθος και το σχήμα και στεγνώνοντας σε σύντομο χρονικό διάστημα, αν και έχουν την τάση να συγκρατούν τις πτυχές που προσδίδονται όταν είναι βρεγμένες. Η ίνα έχει χρησιμοποιηθεί, μόνη της ή σε μίγματα, σε ενδύματα όπως φορέματα, αθλητικά είδη, εσώρουχα, πουκάμισα και γραβάτες, καθώς και σε χαλιά και άλλα έπιπλα σπιτιού.
Το 1950, η βρετανική εταιρεία Courtaulds Ltd. άρχισε να αναπτύσσει ίνες τριοξικού οξέος, οι οποίες στη συνέχεια παρήχθησαν σε εμπορική κλίμακα μετά τη διάθεση του διαλύτη μεθυλενοχλωριδίου. Οι Courtaulds και οι Βρετανοί Celanese διέθεσαν στο εμπόριο μια τρισδιάστατη ίνα με το εμπορικό σήμα Tricel. Στις Ηνωμένες Πολιτείες το triacetate εισήχθη με το εμπορικό σήμα Arnel. Τα υφάσματα Triacetate έγιναν γνωστά για την ανώτερη διατήρηση του σχήματος, την αντοχή τους στη συρρίκνωση και την ευκολία πλύσης και στεγνώματος.
Η παραγωγή οξικών ινών έχει μειωθεί από τα μέσα του 20ού αιώνα εν μέρει λόγω του ανταγωνισμού από πολυεστερικές ίνες, οι οποίες έχουν τις ίδιες ή καλύτερες ιδιότητες πλύσης και φθοράς, μπορούν να σιδερωθούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες και είναι λιγότερο ακριβές. Παρ 'όλα αυτά, οι ίνες οξικού οξέος εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ρούχα εύκολης φροντίδας και για τις εσωτερικές επενδύσεις των ρούχων λόγω της υψηλής γυαλάδας τους. Η ρυμούλκη διοξική κυτταρίνη (δέσμες ινών) έχει γίνει το κύριο υλικό για φίλτρα τσιγάρων.
Η πρώτη εμπορική χρήση της διαξεικής κυτταρίνης ως πλαστικού ήταν στη λεγόμενη μεμβράνη ασφαλείας, που προτάθηκε για πρώτη φορά ως αντικατάσταση της κυτταρίνης στη φωτογραφία αμέσως μετά τις αρχές του 20ού αιώνα. Το υλικό δόθηκε περαιτέρω ώθηση στη δεκαετία του 1920 με την εισαγωγή της χύτευσης με έγχυση, μια ταχεία και αποτελεσματική τεχνική σχηματισμού στην οποία το οξικό ήταν ιδιαίτερα επιδεκτικό αλλά στην οποία δεν μπορούσε να υποβληθεί κυτταροειδές, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που εμπλέκονται. Η οξική κυτταρίνη χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία λόγω της μηχανικής αντοχής, της ανθεκτικότητάς της, της αντοχής στη φθορά, της διαφάνειας και της ευκολίας της χύτευσης. Η υψηλή αντοχή του στην πρόσκρουση το έκανε ένα επιθυμητό υλικό για προστατευτικά γυαλιά, λαβές εργαλείων, μετρητές λαδιού και παρόμοια. Στη δεκαετία του 1930 η τριοξική κυτταρίνη αντικατέστησε τη διακετική ένωση σε φωτογραφική ταινία, καθιστώντας την κυρίαρχη βάση για κινηματογραφικές ταινίες, φωτογραφίες και ακτίνες Χ.
Με την εισαγωγή νεότερων πολυμερών που ξεκινούν τη δεκαετία του 1930 και του 1940, ωστόσο, τα πλαστικά οξικής κυτταρίνης μειώθηκαν. Το Triacetate, για παράδειγμα, αντικαταστάθηκε τελικά σε κινηματογραφική ταινία από τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο, έναν φθηνό πολυεστέρα που θα μπορούσε να μετατραπεί σε ένα ισχυρό, διαστατικά σταθερό φιλμ. Το Triacetate εξακολουθεί να εξωθείται ή να χυτεύεται σε μεμβράνη ή φύλλο που χρησιμοποιείται σε συσκευασίες, φίλτρα μεμβράνης και φωτογραφική μεμβράνη, και το διακετικό σχηματίζεται με έγχυση σε μικρά μέρη όπως οδοντόβουρτσες και πλαίσια γυαλιών.
