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Estere di cellulosa

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Estere di cellulosa

Per produrre polimeri dalla cellulosa, è necessario convertire questa materia prima in esteri organici, poiché la struttura originale non è solubile in solventi organici e si degrada prima di raggiungere il punto di fusione. Inoltre, le proprietà fisiche della cellulosa (ad es. il parametro di solubilità) possono essere notevolmente modificate trasformando il composto in derivati. La conversione della cellulosa nei suoi esteri fornisce materiali che possono essere lavorati in varie forme utili, come oggetti tridimensionali, fibre e soluzioni per formare rivestimenti o strati (di film o membrane, per esempio). L'estere di cellulosa è potenzialmente considerato un utile polimero biodegradabile. Strutture di esteri di cellulosa, tra cui acetato di cellulosa (CA), propionato di acetato di cellulosa (CAP) e butirrato di acetato di cellulosa (CAB). I progressi nelle applicazioni degli esteri di cellulosa includono moderne tecnologie di rivestimento, applicazioni a rilascio controllato, plastiche biodegradabili e applicazioni mediche.

Acetato di cellulosa (CA)

L'acetato di cellulosa, un polimero naturale (è costituito principalmente da cellulosa derivata dal cotone), è il materiale ideale per la produzione del vetro grazie alla sua lavorabilità e aspetto nel prodotto finito. La cellulosa è un polimero del glucosio presente nella maggior parte delle piante; Ha la formula chimica (C6H10O5) n. Queste plastiche si ottengono modificando la struttura della cellulosa originale, sostituendo i gruppi ossidrile (OH) esistenti nei suoi anelli molecolari con gruppi nitro o acetato. I nitrati o acetati così ottenuti sono dotati di caratteristiche plastiche e di un certo grado di flessibilità, mediante l'aggiunta di un plastificante. Le plastiche di acetato di cellulosa non hanno proprietà eccezionali. Le loro modanature ed estrusioni si basano sulla loro tenacità e sull'aspetto di vinile, PVC, polietilene e polistirene ragionevoli. In comune con la maggior parte degli altri materiali plastici, sono in grado di variazioni di colore illimitate, inclusa la trasparenza bianco-acqua. La lavorazione è abbastanza semplice fintanto che i granuli sono asciutti.

Diacetati di cellulosa

Il diacetato di cellulosa è "un estere parzialmente idrolizzato". In ciascuno degli anelli della catena molecolare della cellulosa modificata, rimane almeno un gruppo OH che non è stato sostituito, e questi gruppi rendono il diacetato altamente permeabile all'umidità. Non è possibile parlare di diacetato come se fosse un'unica plastica. In alcuni diacetati sono state rilevate tracce di solfati (che ne aumentano notevolmente la suscettibilità all'umidità) e l'uso di plastificanti, come il monocloronaftalene, che sono estremamente volatili e contribuiscono ad una precoce perdita delle caratteristiche meccaniche e dimensionali.

Esteri misti: acetato-propionato e acetato-butirrato

Prima dello sviluppo del triacetato di cellulosa plastificato con trifenilfosfato, per carenze di comportamento meccanico e, soprattutto, per l'elevata tendenza ad assorbire umidità dai diacetati di cellulosa, due esteri misti plastificati, l'acetato-propionato e l'acetato butirrato, prodotti da vari produttori chimici e utilizzati nella fabbricazione di supporti per la cinematografia. In queste plastiche l'esterificazione della cellulosa viene effettuata mediante una miscela di due acidi: acetico e propionico o butirrico. Le qualità di entrambe le plastiche sono abbastanza simili. Entrambi sono leggermente meno pesanti del nitrato o dell'acetato, hanno un indice di rifrazione leggermente inferiore e le loro qualità meccaniche sono inferiori a quelle del nitrato ma superiori a quelle dei diacetati esistenti all'epoca. L'acetato-butirrato mostra una grande resistenza all'assorbimento dell'umidità (sebbene inferiore al nitrato).

Triacetato di cellulosa plastificato

Dagli anni '50 il triacetato è la plastica fondamentale nella produzione di basi/supporti per pellicole cinematografiche. Fin dall'inizio, gli archivi si sono dilettati con la nuova plastica che oggi costituisce il supporto fondamentale nella stragrande maggioranza delle collezioni. Ma nel 1957, appena 10 anni dopo l'inizio della sua produzione industriale, gli archivi situati in climi caldi e umidi iniziarono a trasmettere notizie sui processi di degradazione chimica. I produttori hanno risposto indicando che i film con supporti in triacetato di cellulosa plastificato devono essere conservati a temperature comprese tra 17 e 27ºC e umidità relativa tra 40 e 50% UR, condizioni paragonabili a quelle consigliate per qualsiasi altro tipo di file ma che ben presto sarebbero insufficienti per quelli cinematografici. La degradazione chimica dei triacetati è nota come "sindrome dell'aceto".

Nitrati di cellulosa (CN)

le proprietà dipendono dal grado di nitrazione, dalla quantità o dal tipo di plastificante
durezza, idrorepellenza, aspetto superficiale, altamente infiammabile, difficile da lavorare
cornici per palline da ping pong per occhiali da sole
Acetati di cellulosa (CA)

Derivato completamente sostituito (triacetato):

  • fibre, pellicole trasparenti
  • resistenza a oli, grassi, grassi

Derivato meno sostituito (acetato secondario):

  • combustione lenta fino ad autoestinguenza
  • manici, strumenti o posate giocattolo

Esteri organici cellulosici misti

CAP e CAB sono meccanicamente più resistenti di CA e più facili da elaborare

  • maniglie per attrezzi, apparecchi portatili, volanti, telai in vetro,
  • penna, tasti macchina da scrivere, blister, segnaletica esterna, lucernari

Eteri di cellulosa

Metilcellulosa (MC)

proprietà meccaniche, tenacità, resistenza al rivestimento di base e all'adesivo

Etilcellulosa (CE)

Carbossimetilcellulosa (CMC)

solubile in acqua, innocuo
addensante (in creme o alimenti)

Idrossietilcellulosa (HEC)

solubile in acqua, innocuo
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