셀룰로오스 아세테이트는 인간 산업에서 사용되는 다른 여러 재료와 마찬가지로 식물에서 발견되는 자연 발생 다당류 인 셀룰로오스에 존재하는 물질입니다. (다당류는 매우 많은 반복 당 단위로 구성된 탄수화물 분자입니다. 인간과 다른 동물의 포도당 저장 형태 인 글리코겐은 또 다른 다당류입니다.) 1860 년대에 처음 개발 된 셀룰로오스 아세테이트는 결국 영화 산업을 다음과 같이 변화 시켰습니다. 필름에서 셀룰로오스 아세테이트를 앞지른 물질의 셀룰로이드 기반 사촌처럼 화염에 폭발하는 경향이없는 물질에 이미지를 저장할 수 있습니다. 세계.
셀룰로오스 아세테이트는 결국 필름을 만들 때 폴리 에스테르로 대체되었지만 매우 다재다능한 물질로 밝혀졌습니다. 그것은 면화의 수정과 강하게 연관되어 있으며 당연히 그럴 것이지만, 다른 여러 응용 분야에서도 가정을 찾았습니다.
셀룰로오스 란?
셀룰로오스는 포도당 분자의 중합체입니다. 차례로, 포도당은 섭취 여부와 관계없이 살아있는 세포의 주요 에너지 원입니다. (동물에서와 같이) 또는 합성 (식물에서와 같이) – 육각형을 포함하는 탄소 6 개 분자입니다. 반지. 6 개의 탄소 중 하나는 고리 위에 있으며 -OH 또는 하이드 록실 그룹에 부착되어 있습니다. 고리 자체에있는 두 개의 탄소는 또한 수산기에 부착되어 있습니다. 이 세 가지 -OH 그룹은 다른 분자와 쉽게 반응하여 수소 결합을 형성 할 수 있습니다.
다른 포도당 중합체가 존재하지만 다양한 식물에서 만든 셀룰로오스에서 개별 포도당 단량체가 가장 확장되거나 늘어납니다. 또한 개별 셀룰로오스 사슬이 나란히 나란히 정렬되어 인접한 사슬 사이의 수소 결합을 촉진하고 전체 셀룰로오스 구조를 강화합니다. 면 유형의 셀룰로오스에서는 사슬이 너무 단단히 묶여 있고 정렬되어있어 단순히 젖게하는 것과 같은 기존의 비 공격적인 방법을 사용하여 용해하기가 어렵습니다.
셀룰로오스 유도체의 역사
영화의 초기, 20 세기 초, 영화는 니트로 셀룰로스로 구성되어 있으며, 이는 상품명 셀룰로이드가 사용되었습니다. 많은 질소가 풍부한 화합물과 마찬가지로 니트로 셀룰로오스는 가연성이 높으며 실제로 적절한 조건에서 자연적으로 불이 붙을 수 있습니다. 프로젝터에서 발생하는 열과 필름을 건조한 상태로 유지해야하는 명백한 필요성 때문에, 이것은 정확히 말해서 가장 적절한시기에 불 같은 사고를위한 무대를 설정했습니다.
1865 년에 프랑스의 화학자 Paul Schützenberger는 셀룰로오스가 풍부한 목재 펄프와 아세트산이라는 화합물을 혼합하면 무수물, 후자의 물질은 수소 결합 셀룰로스 사슬 사이를 지나갈 수 있었고 이용 가능한 많은 수산기에 부착 할 수있었습니다 그곳에. 처음에이 새로운 물질 인 셀룰로오스 아세테이트는 사용되지 않았습니다. 그러나 15 년 후 스위스 형제 Camille과 Henri Dreyfus는 셀룰로오스 아세테이트 강한 용매 아세톤에 용해 된 다음 다양한 다른 형태로 재 형성 될 수 있습니다. 화합물. 예를 들어 얇은 솔리드 시트로 조립하면 필름으로 사용할 수 있습니다.
셀룰로오스 아세테이트 구조
포도당 분자에는 세 개의 하이드 록 실기가 포함되어 있는데, 그중 하나는 육각형 고리 외부의 탄소에 부착되어 있고 다른 두 개는 고리 자체에서 돌출되어 있습니다. 하이드 록 실기의 수소 원자는 다른 쪽의 탄소에도 부착되어있는 산소에 부착되어 있습니다. 측면, 특정 분자에 의해 쉽게 대체 될 수 있으며 그 다음 부모 포도당에서 수소의 자리를 차지합니다 구성. 이 분자 중 하나는 아세테이트입니다.
산성 수소를 잃은 아세트산의 형태 인 아세테이트는 종종 CH로 쓰여진 2 개의 탄소 화합물입니다.3정답게 소곤 거리다-. 이것은 아세테이트가 메틸 (CH3-) 한쪽 끝에있는 그룹과 다른 쪽 끝에있는 카르 복실 그룹. 카르복실기는 하나의 산소와 이중 결합을 갖고 다른 하나와 단일 결합을 가지고 있습니다. 산소는 두 개의 결합을 형성 할 수 있고 하나의 결합 만있을 때 음전하를 띠기 때문에 아세트산 염이 이전에 히드 록 실기가 자리 잡은 포도당 분자에 결합되는 산소 손대지 않은.
일반적으로 사용되는 용어 인 셀룰로오스 아세테이트는 실제로 셀룰로오스 디 아세테이트를 의미하며, 각 포도당 단량체에서 사용 가능한 세 개의 수산기 중 두 개가 아세테이트로 대체되었습니다. 충분한 아세테이트를 사용할 수있게되면 나머지 하이드 록실 그룹도 아세테이트 그룹으로 대체되기 시작하여 셀룰로오스 트리 아세테이트를 형성합니다.
그런데 아세트산은 식초의 활성 성분입니다. 또한 아세틸 코엔자임 A 또는 아세틸 CoA라고하는 아세트산 유도체는 호기성 세포 호흡에서 트리 카르 복실 산 (TCA)주기의 핵심 분자입니다.
셀룰로오스 아세테이트의 용도
언급했듯이 셀룰로오스 아세테이트는 필름 제작에서 주로 폴리 에스테르 형태로 대체되었지만 둘 다 디지털 사진과 필모그래피가 빠르게 시대의 표준이 되었기 때문에 이제는 대체로 지나갔습니다. 셀룰로오스 아세테이트는 또한 담배 필터의 주요 구성 요소입니다.
1900 년대 초에 항공기가 현장에 등장했을 때 화학자들은 곧 셀룰로오스 아세테이트가 비행기의 몸체와 날개를 형성하는 데 사용되는 재료로 많은 추가 비용없이 더 튼튼하게 만듭니다. 무게.
아세테이트 직물은 의류 세계의 모든 곳에 있습니다. 코튼 셔츠는 아세테이트 소재를 포함하는 인기있는 제품 중 하나입니다. (옷 라벨에 "아세테이트"가 표시되면 실제로 나열되는 것은 셀룰로오스 아세테이트입니다.) 그러나 셀룰로오스 아세테이트의 초기 사용에는 의류 산업에서 대량 생산되고 저렴한 대량 생산의 기초보다 더 비싼 간식 인 실크와 함께 실제로 사용되었습니다. 복장. 여기에서는 실크 소재에서 흔히 볼 수있는 복잡한 패턴을 유지하는 데 사용되었습니다.
1940 년대에 투명한 형태의 재료를 만들 수 있었을 때 셀룰로오스 아세테이트는 항공기 창문과 눈을 가리는 가스 부분을 만드는 데 사용했던 미국 국방부 마스크. 오늘날 그것은 다양한 플라스틱에 사용되며 유리창의 일반적인 대안으로 남아 있지만, 이와 관련하여 대부분 아크릴로 대체되었습니다.
셀룰로오스 아세테이트와 환경
셀룰로오스 아세테이트 제품은 정의상 모든 유형의 분해, 특히 화학적 분해에 저항하도록 만들어졌습니다. 즉, "생분해 성"제품 목록을 생각할 때 셀룰로오스 아세테이트로 만든 모든 제품은 정신 목록의 맨 아래에 있습니다. 이러한 제품은 오랜 기간 동안 환경에 남아 있기 때문입니다. 깃. (마지막으로 일반적인 도로를 따라 산책 할 때 본 담배 꽁초의 수를 고려하십시오. 불행히도, 이것들은 쓰레기 처리 원들이 발견하고 집을 수있을만큼 충분히 크지는 않지만, 집단적인 눈에 띄는 것처럼 보일만큼 충분히 보편적입니다.)
셀룰로오스 아세테이트 제품이 충분히 오랫동안 햇볕에 놓이면 제품에 닿는 빛 에너지가 셀룰로오스 아세테이트를 용해시키기 시작할 수 있습니다. 이것은 환경에있는 분자들 (대부분 에스 테라 제)이 셀룰로오스 아세테이트의 결합을 본격적으로 공격 할 수있게합니다. 이 조합 "공격"을 광화학 모드 그라데이션이라고합니다.