Cellulose Acetate là gì? Công thức hóa học và ứng dụng nổi bật

Chu Văn An

Cellulose Acetate được phát hiện bởi nhà hóa học Paul Schützenberger vào năm 1865 bằng cách cho xenlulo phản ứng với anhydrit axetic. Chất này có ứng dụng rộng rãi trong ngành dệt may, sản xuất thủy tinh, công nghiệp, y học,… Vậy Cellulose Acetate là gì? Phương pháp tổng hợp và vai trò nổi bật của nó trong nhiều lĩnh vực của đời sống?

1. Cellulose Acetate là gì?

Cellulose Acetate hay còn được biết đến với tên thương mại Acetate, Acele, Avisco, Celanese, Chromspun… được điều chế lần đầu tiên vào năm 1865.

Nó được sử dụng trong công nghệ dệt may, làm nền phim trong nhiếp ảnh, làm vật liệu khung cho kính mắt, v.v.

Vào những năm 1950, màng Cellulose Acetate được sử dụng để thay thế màng nitrat vì chúng ít bắt lửa hơn và sản xuất rẻ hơn.

Công thức cấu tạo của Cellulose Acetate

Một số loại este cellulose khác như: Cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate là dẫn xuất của cellulose, có trong mực và chất phủ.

2. Tính chất ưu việt của Cellulose Acetate

– Điểm nóng chảy: 306°C.

– Mật độ dao động từ 1,27 đến 1,34.

– Khối lượng phân tử của nó xấp xỉ 1811,699 g/mol.

– Độ hòa tan: Không hòa tan trong một số hợp chất hữu cơ như axeton, ethylacetate, nitropropane và ethylene dichloride.

3. Phương pháp sản xuất Cellulose Acetate

Cellulose Acetate lần đầu tiên được tổng hợp vào năm 1865 bằng cách cho xenlulo phản ứng với anhydrit axetic.

Nó phản ứng với axit axetic và anhydrit axetic với sự có mặt của chất xúc tác axit sunfuric. Đưa nó vào quá trình thủy phân có kiểm soát để loại bỏ sunfat và có đủ nhóm axetat sẽ tạo ra sản phẩm có các đặc tính mong muốn. Quá trình sản xuất trải qua các giai đoạn sau:

– Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu. Bột giấy được tạo thành sợi thông qua các máy hủy như máy nghiền búa và máy tinh chế đĩa. Việc kết hợp 2 loại máy hủy này giúp đảm bảo khả năng hòa tan cellulose ở bước tiếp theo được tối ưu nhất.

– Giai đoạn 2: Tiền xử lý bằng hóa chất. Sau đó, sợi xenluloza được xử lý bằng axit axetic có thêm chất xúc tác là axit sunfuric ở nhiệt độ từ 25°C đến 50°C, khuấy đều. Quá trình này làm phồng cellulose, tạo điều kiện cho các hạt dung môi khuếch tán vào cellulose ở bước tiếp theo.

– Giai đoạn 3: Acetyl hóa xenlulo: Trong sản xuất thương mại xenlulo axetat người ta thường sử dụng phản ứng acetyl hóa. Điều này liên quan đến phản ứng xenluloza đã được xử lý trước với axit axetic và anhydrit axetic, với axit sunfuric làm chất xúc tác.

– Giai đoạn 4: Thủy phân từng phần: Để sản xuất các loại cellulose axetat thứ cấp khác nhau, thủy phân cellulose triacetate thu được. Quá trình này thường được kiểm soát bởi nồng độ axit sulfuric, hàm lượng nước và nhiệt độ để đạt được mức độ phân tách phân tử mong muốn.

– Giai đoạn 5: Điều quan trọng trong quá trình kết tủa xenlulo axetat từ dung dịch phản ứng với axit axetic loãng là thu được các mảnh xenlulo axetat đồng nhất, dễ rửa. Trước khi kết tủa, methylene chloride phải được loại bỏ hoàn toàn và sau đó thu hồi axit axetic.

– Công đoạn 6: Giặt và sấy khô: Các mảnh cellulose axetat được rửa thật sạch rồi sấy khô để loại bỏ lượng axit axetic còn sót lại và đạt được độ ẩm mong muốn.

– Công đoạn 7: Trộn bột trước khi đưa đến nhà máy chế biến thích hợp. Các mảnh có thể được nghiền thành bột mịn trước khi sử dụng trong quy trình chế biến nhựa.

– Công đoạn 8: Bổ sung phụ gia: Bột Cellulose axetat có thể trộn với chất hóa dẻo và các phụ gia khác để điều chỉnh tính chất của sản phẩm cuối cùng tùy theo yêu cầu chế biến tiếp theo.

Quá trình này cần được kiểm soát chính xác để đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng của sản phẩm cellulose acetate.

4. Ứng dụng quan trọng của Cellulose Acetate

Hiện nay Cellulose Acetate có vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, cụ thể:

4.1. Ngành công nghiệp

– Công nghiệp dệt may: Cellulose axetat được sử dụng để sản xuất các loại vải đa dạng như tơ nhân tạo, sa tanh, axetat và triaxetat. Nó tạo ra những sản phẩm giá rẻ, sáng sủa, đẹp mắt. Cellulose acetate thường được sử dụng trong sản xuất áo sơ mi, áo phông, váy, cà vạt và đồ lót. Ngoài ra, nó còn được dùng để sản xuất áo mưa, ô dù.

Sợi vải từ Cellulose axetat

– Sản xuất kính: Chất liệu này thường được ứng dụng trong sản xuất lớp lót cho màn hình máy tính, điện thoại di động và các loại màn hình khác. Hơn nữa, Cellulose Acetate còn là chất liệu được sử dụng để tạo ra những loại kính mắt có tính thẩm mỹ cao và độ bền cao.

– Sản xuất nhựa: Là nguyên liệu để sản xuất nhựa, giấy, bìa cứng.

– Sản xuất ô tô: Giúp sản xuất các bộ phận cơ khí, khung gầm của các loại ô tô.

– Ngoài ra còn được dùng trong sản xuất dây cáp điện, sơn mài, hộp thuốc lá.

4.2. Thuộc về y học

Một trong những ứng dụng quan trọng của Cellulose Acetate trong ngành y tế là làm thành phần trong các thiết bị hình trụ, đảm bảo chức năng của thiết bị chạy thận nhân tạo.

4.3. Học

Được sử dụng để tạo ra các bộ lọc xốp, chẳng hạn như hỗ trợ cho màng cellulose acetate trong quá trình điện di hoặc trao đổi thẩm thấu. Đồng thời, nó còn thường được sử dụng để sản xuất giấy lọc trong các thí nghiệm.

4.4. Nghệ thuật và phim ảnh

Màng Cellulose Acetate được sử dụng để làm màng mỏng cho phim, nhiếp ảnh và băng từ.

5. Ưu điểm của Cellulose Acetate

Cellulose acetate là sự lựa chọn ưa thích của nhiều ngành sản xuất nhờ những ưu điểm vượt trội sau:

– Nguồn gốc tự nhiên: Cellulose acetate được sản xuất từ ​​sợi thực vật, không độc hại, hoàn toàn tự nhiên và an toàn cho sức khỏe con người.

– Độ bền cao: Chất liệu này có độ bền cao, dẻo, linh hoạt, trọng lượng nhẹ, dễ dàng sản xuất theo yêu cầu cụ thể.

– Quần áo và sản phẩm làm từ xenlulo axetat ít nhăn, không thấm nước, có thể sản xuất được nhiều kiểu dáng tinh tế, sang trọng.

Quần áo làm từ sợi Cellulose axetat ít nhăn hơn

– Bảo vệ môi trường: Khung kính làm từ chất liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ thường khó phân hủy và gây hại cho môi trường. Cellulose acetate do có nguồn gốc từ sợi thực vật nên có thể tái chế nên an toàn cho môi trường và sức khỏe con người.

Trên đây là một số thông tin về Cellulose Acetate và tính chất của nó. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hay thắc mắc nào về chất này, vui lòng để lại thông tin bên dưới bài viết để đội ngũ chuyên môn của LabTrường Chu Văn An giải đáp.