Cara Membuat Selulosa Asetat

Selulosa asetat adalah zat yang, seperti sejumlah bahan lain yang digunakan dalam industri manusia, berutang keberadaannya pada selulosa, polisakarida alami yang ditemukan pada tumbuhan. (Polisakarida adalah molekul karbohidrat yang terdiri dari banyak unit gula berulang; glikogen, bentuk penyimpanan glukosa pada manusia dan hewan lain, adalah polisakarida lain.) Pertama kali dikembangkan pada tahun 1860-an, selulosa asetat akhirnya mengubah industri film dengan memungkinkan untuk menyimpan gambar pada zat yang tidak memiliki kecenderungan untuk terbakar, seperti halnya sepupu berbasis seluloid dari bahan yang mendahului selulosa asetat dalam film dunia.

Sementara selulosa asetat akhirnya digantikan oleh poliester dalam pembuatan film, ternyata menjadi zat yang sangat serbaguna. Ini sangat terkait dengan modifikasi kapas dan memang demikian, tetapi telah menemukan rumah di sejumlah aplikasi lain juga.

Selulosa adalah polimer molekul glukosa. Pada gilirannya, glukosa – yang merupakan sumber energi utama bagi sel-sel hidup, apakah itu dicerna (seperti pada hewan) atau disintesis (seperti pada tumbuhan) - adalah molekul enam karbon yang mencakup heksagonal cincin. Salah satu dari enam karbon terletak di atas cincin dan terikat pada gugus -OH, atau hidroksil; dua karbon di dalam cincin itu sendiri juga terikat pada gugus hidroksil. Ketiga gugus -OH ini dapat dengan mudah bereaksi dengan molekul lain untuk membentuk ikatan hidrogen.

Polimer glukosa lainnya ada, tetapi dalam selulosa, yang dibuat oleh berbagai tanaman, monomer glukosa individu adalah yang paling panjang, atau terentang. Juga, rantai selulosa individu berbaris di samping satu sama lain secara paralel, yang mendorong ikatan hidrogen antara rantai yang berdekatan dan memperkuat seluruh struktur selulosa. Pada selulosa jenis kapas, rantai-rantainya diikat dan disejajarkan dengan sangat erat sehingga sulit untuk melarutkannya menggunakan metode non-agresif konvensional, seperti hanya membuatnya basah.

Pada hari-hari awal film, di awal abad ke-20, film yang diputar melalui proyektor terdiri dari nitroselulosa, yang dikenal dengan nama dagang Celluloid. Seperti banyak senyawa kaya nitrogen, nitroselulosa sangat mudah terbakar, dan bahkan dapat terbakar secara spontan dalam kondisi yang tepat. Karena panas yang dihasilkan oleh proyektor dan kebutuhan yang jelas untuk menjaga film tetap kering, ini mengatur panggung, sehingga untuk berbicara, untuk kecelakaan berapi-api pada waktu yang paling tidak tepat.

Kembali pada tahun 1865, seorang ahli kimia Perancis, Paul Schützenberger, menemukan bahwa jika ia mencampur pulp kayu, yang kaya selulosa, dengan senyawa yang disebut asetat. anhidrida, zat yang terakhir ini mampu menembus rantai selulosa yang terikat hidrogen dan menempelkan dirinya ke banyak gugus hidroksil yang tersedia. sana. Awalnya, zat yang baru ditemukan ini, selulosa asetat, tidak digunakan. Tetapi 15 tahun kemudian, saudara Swiss Camille dan Henri Dreyfus menemukan bahwa selulosa asetat bisa dilarutkan dalam aseton pelarut yang kuat dan kemudian dibentuk kembali menjadi berbagai macam yang berbeda senyawa. Misalnya, ketika dirakit menjadi lembaran padat tipis, dapat digunakan sebagai film.

Ingat bahwa molekul glukosa mencakup tiga gugus hidroksil, salah satunya melekat pada bagian luar karbon ke cincin heksagonal dan dua lainnya memproyeksikan dari cincin itu sendiri. Atom hidrogen dari gugus hidroksil, yang melekat pada oksigen yang juga terikat pada karbon di sisi lain sisi, dapat dengan mudah digantikan oleh molekul tertentu yang kemudian mengambil tempat hidrogen di glukosa induk membangun. Salah satu molekul ini adalah asetat.

Asetat, bentuk asam asetat yang kehilangan hidrogen asamnya, adalah senyawa dua karbon yang sering ditulis CH₃MENDEKUT^-. Ini menyiratkan bahwa asetat memiliki metil (CH₃-) gugus di satu ujung dan gugus karboksil di ujung lainnya. Gugus karboksil memiliki ikatan rangkap dengan satu oksigen dan ikatan tunggal dengan yang lain. Karena oksigen dapat membentuk dua ikatan dan membawa muatan negatif ketika hanya memiliki satu ikatan, oksigen berada di titik ini oksigen yang asetat menjadi terikat pada molekul glukosa di mana gugus hidroksil sebelumnya utuh.

Selulosa asetat sebagai istilah yang umum digunakan sebenarnya mengacu pada selulosa diasetat, di mana dua dari tiga gugus hidroksil yang tersedia di setiap monomer glukosa telah digantikan oleh asetat. Jika tersedia cukup asetat, gugus hidroksil yang tersisa juga mulai digantikan oleh gugus asetat, membentuk selulosa triasetat.

Omong-omong, asam asetat adalah bahan aktif dalam cuka. Selain itu, turunan asam asetat yang disebut asetil koenzim A, atau asetil KoA, adalah molekul kunci dalam siklus asam trikarboksilat (TCA) dalam respirasi seluler aerobik.

Sebagaimana dicatat, selulosa asetat sebagian besar telah digantikan oleh bentuk poliester dalam pembuatan film, tetapi keduanya sebagian besar sudah berlalu sekarang karena fotografi digital dan filmografi telah dengan cepat menjadi standar zaman. Selulosa asetat juga merupakan komponen utama filter rokok.

Ketika pesawat datang di tempat kejadian pada awal 1900-an, ahli kimia segera menemukan bahwa selulosa asetat dapat dilapisi ke dalam bahan yang digunakan untuk membentuk badan dan sayap pesawat terbang dan dengan demikian membuatnya lebih kokoh tanpa menambahkan banyak tambahan bobot.

Kain asetat, demikian sebutannya, ada di mana-mana di dunia pakaian. Kemeja katun adalah salah satu produk populer yang mengandung bahan asetat. (Bila Anda melihat "asetat" pada label pakaian, yang sebenarnya tercantum adalah selulosa asetat.) Namun dalam penggunaan awal selulosa asetat dalam industri garmen, sebenarnya digunakan bersama dengan sutra, suguhan yang lebih mahal, daripada sebagai dasar untuk produksi massal, murah pakaian. Di sini, digunakan untuk membantu mempertahankan pola rumit yang sering terlihat pada bahan sutra.

Pada tahun 1940-an, ketika dimungkinkan untuk membuat bentuk bahan yang transparan, selulosa asetat menemukan tempat di Departemen Pertahanan AS, yang menggunakannya untuk membuat jendela pesawat dan bagian gas yang menutupi mata topeng. Hari ini digunakan dalam berbagai plastik dan tetap menjadi alternatif umum untuk jendela kaca, meskipun sebagian besar telah digantikan oleh akrilik dalam hal ini.

Produk selulosa asetat secara definisi dibuat untuk menahan semua jenis degradasi, dan khususnya degradasi kimia. Ini berarti bahwa ketika Anda memikirkan daftar produk "biodegradable", apa pun yang dibuat dengan selulosa asetat harus berada di bagian bawah daftar mental Anda, karena produk ini bertahan di lingkungan untuk waktu yang lama di mana mereka menjadi sampah. (Pertimbangkan jumlah puntung rokok yang mungkin Anda lihat terakhir kali Anda berjalan-jalan di jalan biasa. Sayangnya, ini tidak cukup besar, ala botol dan kaleng, untuk dilihat dan diambil oleh kru sampah, tetapi mereka cukup ada di mana-mana untuk ditampilkan sebagai perusak pemandangan kolektif.)

Ketika produk selulosa asetat berada di bawah sinar matahari cukup lama, energi cahaya yang mengenainya dapat mulai melarutkan selulosa asetat. Hal ini memungkinkan molekul di lingkungan, sebagian besar esterase, untuk menyerang ikatan dalam selulosa asetat dengan sungguh-sungguh. Kombinasi "serangan" ini dikenal sebagai fotokemodegradasi.