როგორ მივიღოთ ცელულოზის აცეტატი

ცელულოზის აცეტატი არის ნივთიერება, რომელიც, ისევე როგორც ადამიანის ინდუსტრიაში გამოყენებული მრავალი სხვა მასალის მსგავსად, არსებულ ცელულოზას, ბუნებაში პოლისაქარიდს გვხვდება მცენარეებში. (პოლისაქარიდი არის ნახშირწყლების მოლეკულა, რომელიც შედგება მრავალი განმეორებითი შაქრის ერთეულისგან; გლიკოგენი, გლუკოზის შენახვის ფორმა ადამიანებსა და სხვა ცხოველებში, არის კიდევ ერთი პოლისაქარიდი.) პირველად შეიქმნა 1860-იან წლებში, ცელულოზის აცეტატმა საბოლოოდ შეცვალა კინო-ინდუსტრია შესაძლებელი გახდა სურათების შენახვა ისეთ ნივთიერებაზე, რომელსაც არ გააჩნდა ცეცხლის ალი, ისევე როგორც ცელულოიდზე დაფუძნებული ბიძაშვილები იმ მასალისა, რომელიც ცელულოზის აცეტას უსწრებდა ფილმში სამყარო

მიუხედავად იმისა, რომ ფილმის წარმოებისას ცელულოზის აცეტატი საბოლოოდ შეიცვალა პოლიესტერით, აღმოჩნდა, რომ ის ძალზე მრავალმხრივი ნივთიერებაა. ეს მკაცრად ასოცირდება ბამბის მოდიფიკაციასთან და ასეც არის სწორად, მაგრამ მან სახლი იპოვა რიგ სხვა პროგრამებშიც.

ცელულოზა არის გლუკოზის მოლეკულების პოლიმერი. თავის მხრივ, გლუკოზა - რომელიც ენერგიის ძირითადი წყაროა ცოცხალი უჯრედებისათვის, მიიღება თუ არა იგი (როგორც ცხოველებში) ან სინთეზირებული (როგორც მცენარეებში) - არის ექვს ნახშირბადის მოლეკულა, რომელიც მოიცავს ექვსკუთხა ბეჭედი. ექვსი ნახშირბადიდან ერთი მდებარეობს ბეჭდის ზემოთ და ერთვის -OH, ან ჰიდროქსილის ჯგუფს; ნახშირბადის ორი ნახშირბადი ერთვის ასევე ჰიდროქსილის ჯგუფს. ამ სამი –OH ჯგუფს შეუძლია ადვილად მოახდინოს რეაგირება სხვა მოლეკულებთან და წარმოქმნას წყალბადის ბმები.

გლუკოზის სხვა პოლიმერები არსებობს, მაგრამ ცელულოზაში, რომელსაც ამზადებენ სხვადასხვა მცენარეები, ინდივიდუალური გლუკოზის მონომერები ყველაზე მეტად გაფართოებული, ან გადაჭიმულია. ასევე, ინდივიდუალური ცელულოზის ჯაჭვები პარალელურად იდგმება ერთმანეთის გვერდით, რაც ხელს უწყობს წყალბადის კავშირებს მიმდებარე ჯაჭვებს შორის და აძლიერებს ცელულოზის მთელ სტრუქტურას. ცელულოზის ბამბის ტიპში ჯაჭვები იმდენად მჭიდროდ არის შეკრული და გასწორებული, რომ რთულია მათი დაშლა ჩვეულებრივი არააგრესიული მეთოდების გამოყენებით, მაგალითად მხოლოდ მათი დასველება.

კინოს პირველ დღეებში, მე -20 საუკუნის დასაწყისში, პროექტორებში გადაღებული ფილმი შედგებოდა ნიტროცელულოზისგან, რომელსაც ეწოდებოდა სავაჭრო სახელწოდება Celluloid. ბევრი აზოტით მდიდარი ნაერთების მსგავსად, ნიტროცელულოზა ძლიერად იწვის და სინამდვილეში მას შეუძლია სპონტანურად დაიწვას სწორი პირობები. პროექტორების მიერ გამომუშავებული სითბოს და ფილმის სიმშრალის აშკარა საჭიროების გამო, ამან ასე შექმნა, ასე ვთქვათ, ცეცხლოვანი უბედურებების გამო, სულ მცირე, ხელსაყრელ დროს.

ჯერ კიდევ 1865 წელს, ფრანგმა ქიმიკოსმა, პოლ შუცენბერგერმა, აღმოაჩინა, რომ თუ იგი ცელულოზით მდიდარ ხის მერქანს შეურევდა ძმარმჟავას, ანჰიდრიდი, ამ უკანასკნელმა ნივთიერებამ შეძლო წყალბადის შეკავშირებული ცელულოზის ჯაჭვებს შორის მიმავალი გზა და შეემატა ჰიდროქსილის მრავალ ჯგუფს იქ თავდაპირველად, ამ ახლად აღმოჩენილ ნივთიერებას, ცელულოზის აცეტატს, რაიმე გამოყენება არ გამოუყენებიათ. 15 წლის შემდეგ შვეიცარიელმა ძმებმა კამილმა და ანრი დრეიფუსმა აღმოაჩინეს ცელულოზის აცეტატი შეიძლება დაიხსნას ძლიერ გამხსნელ აცეტონში და შემდეგ ხელახლა ჩამოყალიბდეს სხვადასხვა სახის ნაერთები. მაგალითად, როდესაც იგი თხელ მყარ ფურცლებად არის აწყობილი, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ფილმი.

შეგახსენებთ, რომ გლუკოზის მოლეკულები მოიცავს სამ ჰიდროქსილის ჯგუფს, რომელთაგან ერთი ნახშირბადს ექსტაგონალურ რგოლებზე ეკვრის და ორი სხვა თვით რგოლიდან გამოდის. ჰიდროქსილის ჯგუფის წყალბადის ატომი, რომელიც ერთვის ჟანგბადს, რომელიც ასევე ერთვის ნახშირბადს მხარე, შეიძლება ადვილად გადაადგილდეს გარკვეული მოლეკულების მიერ, რომლებიც შემდეგ იღებენ ამ წყალბადის ადგილს მშობელ გლუკოზაში მშენებლობა ერთ-ერთი ასეთი მოლეკულაა აცეტატი.

აცეტატი, ძმარმჟავას ფორმა, რომელმაც დაკარგა მჟავე წყალბადის, არის ორი ნახშირბადის ნაერთი, რომელსაც ხშირად აწერია CH₃მაგარი^-. ეს გულისხმობს, რომ აცეტატს აქვს მეთილი (CH₃-) ჯგუფი ერთ ბოლოს და კარბოქსილის ჯგუფი მეორე ბოლოს. კარბოქსილის ჯგუფს აქვს ორმაგი ბმა ერთ ჟანგბადთან და ერთი კავშირი მეორესთან. მას შემდეგ, რაც ჟანგბადს შეუძლია შექმნას ორი ბმა და ატარებს უარყოფით მუხტს, როდესაც მას მხოლოდ ერთი კავშირი აქვს, ეს ის არის ჟანგბადი, რომ აცეტატი უკავშირდება გლუკოზის მოლეკულას, სადაც ადრე იჯდა ჰიდროქსილის ჯგუფი ხელუხლებელი

ცელულოზის აცეტატი, როგორც ეს ტერმინი ხშირად გამოიყენება, სინამდვილეში გულისხმობს ცელულოზის დიაცეტატს, რომელშიც გლუკოზის მონომერში სამი ხელმისაწვდომი ჰიდროქსილის ჯგუფიდან ორი შეიცვალა აცეტატით. თუ საკმარისია აცეტატი ხელმისაწვდომი, დარჩენილი ჰიდროქსილის ჯგუფებიც იწყებენ აცეტატების ჯგუფებით ჩანაცვლებას, წარმოქმნიან ცელულოზის ტრიასეტატს.

სხვათა შორის, ძმარმჟავა არის ძმრის აქტიური ინგრედიენტი. გარდა ამისა, ძმარმჟავას წარმოება, სახელწოდებით აცეტილ კოფერმენტი A, ან აცეტილ CoA, არის ტრიკარბოქსილის მჟავას (TCA) ციკლის ძირითადი მოლეკულა აერობული ფიჭური სუნთქვის დროს.

როგორც აღინიშნა, ცელულოზის აცეტატი მეტწილად შეიცვალა პოლიესტერის ფორმით ფილმის წარმოებაში, მაგრამ ორივე მეტწილად ახლა გადის, რომ ციფრული ფოტოგრაფია და ფილმოგრაფია სწრაფად იქცა დროის სტანდარტად. ცელულოზის აცეტატი ასევე არის სიგარეტის ფილტრების ძირითადი კომპონენტი.

როდესაც თვითმფრინავი სცენაზე გამოვიდა 1900-იანი წლების დასაწყისში, ქიმიკოსებმა მალე აღმოაჩინეს, რომ ცელულოზის აცეტატი შეიძლება მასალა, რომელიც გამოიყენება თვითმფრინავების სხეულებისა და ფრთების შესაქმნელად და ამრიგად, ისინი უფრო მტკიცე ხდება დამატებითი ზედმეტის დამატების გარეშე წონა

აცეტატის ქსოვილები, როგორც მათ უწოდებენ, ტანსაცმლის სამყაროში ყველგან არის. ბამბის პერანგები ერთ – ერთი პოპულარული პროდუქტია, რომელიც მოიცავს აცეტატ მასალას. (როდესაც ტანსაცმლის ეტიკეტზე ხედავთ "აცეტატს", სინამდვილეში რაც ჩამოთვლილია არის ცელულოზის აცეტატი.) მაგრამ ცელულოზის აცეტატის ადრეულ გამოყენებებში სამკერვალო ინდუსტრია, იგი სინამდვილეში გამოიყენებოდა აბრეშუმთან ერთად, უფრო ძვირი მკურნალობა, ვიდრე მასობრივი წარმოების, იაფი ჩაცმულობა. აქ იგი გამოიყენებოდა აბრეშუმის მასალებში ხშირად ნანახი რთული ნიმუშების შენარჩუნებაში.

40-იან წლებში, როდესაც მასალის გამჭვირვალე ფორმების დამზადება იყო შესაძლებელი, ცელულოზის აცეტატმა სახლი იპოვა აშშ-ს თავდაცვის დეპარტამენტი, რომელიც მას იყენებდა თვითმფრინავების ფანჯრებისა და გაზის თვალისმომჭრელი ნაწილის დასამზადებლად ნიღბები. დღეს იგი გამოიყენება სხვადასხვა პლასტმასებში და რჩება მინის ფანჯრების საერთო ალტერნატივად, თუმცა ამ თვალსაზრისით იგი ძირითადად შეიცვალა აკრილით.

ცელულოზის აცეტატის პროდუქტების მიხედვით, მზადდება ყველა სახის დეგრადაციის, განსაკუთრებით კი ქიმიური დეგრადაციის წინააღმდეგობის გაწევა. ეს ნიშნავს, რომ "ბიოდეგრადირებადი" პროდუქტების ჩამონათვალის გახსენებისას, ცელულოზის აცეტატით დამზადებული ყველაფერი უნდა იჯდეს თქვენი გონებრივი სიის ბოლოში, რადგან ეს პროდუქტები დიდხანს ინარჩუნებს გარემოში ნაგავი. (გაითვალისწინეთ სიგარეტის ნამსხვრევების რაოდენობა, რომლებიც, ალბათ, ბოლოს ნახეთ, როდესაც გასეირნეთ ტიპიური გზის გასწვრივ. სამწუხაროდ, ეს არ არის საკმარისად დიდი, ბოთლები და ქილა, რომ დააფიქსირონ და აიღონ ნაგვის ეკიპაჟი, მაგრამ ისინი საკმარისად არიან საყოველთაო თვალსაზრისით.)

როდესაც ცელულოზის აცეტატის პროდუქტები საკმარისად დიდხანს იჯდება მზეზე, მათზე დარტყმულ სინათლის ენერგიას შეუძლია დაიწყოს ცელულოზის აცეტატის დაშლა. ეს საშუალებას აძლევს გარემოში არსებულ მოლეკულებს, ძირითადად ესთერაზებს, სერიოზულად შეუტიონ ცელულოზის აცეტატის ბმულებს. ეს კომბინაცია "შეტევა" ცნობილია როგორც ფოტოქიმოდეგრადაცია.