셀룰로스 아세테이트, 식물성 물질 셀룰로스의 아세틸 화로부터 유도 된 합성 화합물. 셀룰로스 아세테이트는 아세테이트 레이온, 아세테이트 또는 트리 아세테이트로 다양하게 알려진 직물 섬유에 방사된다. 도구 핸들과 같은 단단한 플라스틱 부품으로 성형하거나 사진이나 식품 포장을 위해 필름으로 캐스트 할 수도 있지만 이러한 응용 제품에서의 사용은 줄어 들었습니다.
주요 산업용 폴리머: 셀룰로오스 아세테이트
셀룰로오스 질산염에 내재 된 결함은 셀룰로오스의 다른 에스테르, 특히
셀룰로오스는 목화 섬유 또는 목화 종자에 부착 된 단 섬유 (리터)로부터 수득 된 천연 중합체이다. 화학식 C 6 H 7 O 2 (OH) 3 및 다음 분자 구조 를 갖는 반복 포도당 단위로 구성됩니다.
변경되지 않은 셀룰로오스에서, 분자 구조의 X는 수소 (H)를 나타내며, 이는 3 개의 하이드 록실 (OH) 그룹의 분자에 존재 함을 나타냅니다. OH 기는 셀룰로오스 분자 사이에 강한 수소 결합을 형성하므로, 화학적 분해를 일으키지 않으면 서 열 또는 용매에 의해 셀룰로오스 구조를 느슨하게 할 수 없다. 그러나, 아세틸 화시, 히드 록 실기의 수소는 아세틸 기 (CH 3 -CO) 로 대체된다. 생성 된 셀룰로오스 아세테이트 화합물은 특정 용매에 용해되거나 열에 의해 연화 또는 용융 될 수있어서, 재료가 섬유로 방사되거나, 고체 물체로 성형되거나, 필름으로서 주조 될 수있다.
셀룰로오스 아세테이트는 셀룰로오스를 아세트산으로 처리 한 다음 황산과 같은 촉매의 존재하에 아세트산 무수물로 처리함으로써 가장 일반적으로 제조된다. 생성 된 반응이 완료 될 때, 생성물은 1 차 셀룰로스 아세테이트 또는보다 적절하게 셀룰로스 트리 아세테이트로 알려진 완전히 아세틸 화 된 화합물이다. 트리 아세테이트는 제한된 범위의 용매 (일반적으로 염화 메틸렌)에서만 용해되는 고 융점 (300 ° C [570 ° F])의 결정 성 물질입니다. 용액으로부터, 트리 아세테이트를 섬유로 건식 방적하거나 가소제를 사용하여 필름으로 캐스트 할 수있다. 1 차 아세테이트를 물로 처리하는 경우, 아세틸 화 반응이 부분적으로 역전되어 2 차 셀룰로오스 아세테이트 또는 셀룰로오스 디 아세테이트를 생성하는 가수 분해 반응이 일어날 수있다. 디 아세테이트는 섬유로 건식 방사하기 위해 아세톤과 같은보다 저렴한 용매에 의해 용해 될 수있다. 트리 아세테이트보다 낮은 녹는 점 (230 ° C [445 ° F])으로 플레이크 형태의 디 아세테이트는 적절한 가소제와 함께 고체 물질을 성형하기위한 분말로 혼합 될 수 있으며, 필름으로 주조 될 수도 있습니다.
셀룰로오스 아세테이트는 셀룰로오스에 기초하여 산업적으로 생산 된 섬유를 설계하려는 노력의 일환으로 19 세기 후반에 개발되었다. 질산으로 셀룰로오스를 처리하면 셀룰로오스 질산염 (니트로 셀룰로스라고도 함)이 생성되었지만이 고인 화성 화합물로 작업하기가 어려워 다른 분야의 연구가 촉진되었습니다. 1865 년 파리 콜레 지 드 프랑스의 Paul Schützenberger와 Laurent Naudin은 아세트산 무수물에 의한 셀룰로스의 아세틸 화를 발견했으며 1894 년 영국에서 근무하는 Charles F. Cross와 Edward J. Bevan은 클로로포름-가용성 셀룰로스 트리 아세테이트의 제조 방법을 특허. 1903-05 년 영국의 화학자 George Miles는 완전히 아세틸 화 된 셀룰로오스가 가수 분해 될 때 값 비싼 유기 용매에 용해되는 덜 아세틸 화 된 화합물 (셀룰로오스 디 아세테이트)로 변형되었다는 사실을 발견하여 중요한 상업적 기여를했습니다. 아세톤으로.
상업적 규모의 아세톤-가용성 물질에 대한 완전한 착취는 2 명의 스위스 형제 인 Henri와 Camille Dreyfus에 의해 이루어졌으며, 1 차 세계 대전 동안 영국에서 셀룰로오스 디 아세테이트를 생산하기위한 공장을 불연성 마약으로 사용할 수있는 공장을 세웠습니다. 직물 비행기 날개의 코팅. 전쟁 후 아세테이트 도프에 대한 추가 요구가 없었던 Dreyfus 형제는 디 아세테이트 섬유 생산을 시작했으며 1921 년 British Celanese Ltd.는 Celanese로 상표가 붙은이 제품의 상업적 제조를 시작했습니다. 1929 년 EI du Pont de Nemours & Company (현재 DuPont Company)는 미국에서 아세테이트 섬유를 생산하기 시작했습니다. 아세테이트 직물은 부드러움과 우아한 드레이프로 널리 선호됩니다. 이 소재는 마모시 쉽게 구겨지지 않으며, 적절하게 처리 할 때 수분 흡수가 적기 때문에 특정 유형의 얼룩을 쉽게 유지하지 못합니다. 아세테이트 의류는 원래의 크기와 모양을 유지하고 단시간에 건조하지만 젖었을 때 주름을 유지하는 경향이 있습니다. 섬유는 드레스, 스포츠웨어, 속옷, 셔츠 및 타이와 같은 의류 및 카펫 및 기타 가정용 가구에서 단독으로 또는 블렌드로 사용되었다.
1950 년 영국의 회사 인 Courtaulds Ltd는 트리 아세테이트 섬유를 개발하기 시작했으며, 이후 메틸렌 클로라이드 용매가 출시 된 후 상업적 규모로 생산되었습니다. Courtaulds와 British Celanese는 Tricel 상표로 Triacetate 섬유를 판매했습니다. 미국에서는 triacetate가 상표명 Arnel로 도입되었습니다. Triacetate 직물은 우수한 형태 유지력, 수축 저항성, 세척 및 건조 용이성으로 유명해졌습니다.
동일하거나 더 우수한 세탁 및 마모 특성을 갖는 폴리 에스테르 섬유와의 경쟁으로 인해 20 세기 중반 이후 아세테이트 섬유의 생산이 감소하였으며, 이는 더 높은 온도에서 다림질 될 수 있으며, 더 저렴하다. 그럼에도 불구하고 아세테이트 섬유는 여전히 손질이 잘되는 의복과 높은 광택 때문에 의복의 안감에 사용됩니다. 셀룰로오스 디 아세테이트 토우 (섬유 다발)는 담배 필터의 주요 재료가되었습니다.
플라스틱으로 셀룰로오스 디 아세테이트를 최초로 상업적으로 사용하는 것은 소위 안전 필름으로, 처음에는 20 세기 초에 사진에서 셀룰로오스를 대체하는 것으로 제안되었습니다. 이 물질은 1920 년대 초반에 아세테이트를 처리 할 수 있었지만 셀룰로이드를 처리 할 수 없었던 빠르고 효율적인 성형 기술인 사출 성형을 도입함으로써 더 큰 자극을 받았습니다. 셀룰로오스 아세테이트는 기계적 강도, 인성, 내마모성, 투명성 및 성형 용이성으로 인해 자동차 산업에서 널리 사용되었습니다. 충격에 대한 높은 저항력으로 인해 보호용 고글, 공구 핸들, 오일 게이지 등에 바람직한 재료가되었습니다. 1930 년대에 셀룰로스 트리 아세테이트는 사진 필름에서 디 아세테이트를 대체하여 영화, 스틸 사진 및 X- 선의 탁월한 기반이되었습니다.
그러나 1930 년대와 1940 년대에 시작된 새로운 폴리머가 도입되면서 셀룰로오스 아세테이트 플라스틱은 감소했습니다. 예를 들어, 트리 아세테이트는 영화 사진에서 결국 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (튼튼하고 치수 안정성이 뛰어난 필름으로 만들 수있는 저렴한 폴리 에스테르)로 대체되었습니다. 트리 아세테이트는 여전히 포장, 멤브레인 필터 및 사진 필름에 사용되는 필름 또는 시트로 압출 또는 캐스트되며, 디 아세테이트는 칫솔 및 안경테와 같은 작은 부품으로 사출 성형된다.
