Éster de celulosa - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos



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Éster de celulosa

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Éster de celulosa

Para fabricar polímeros a partir de celulosa se requiere convertir esta materia prima en ésteres orgánicos, ya que la estructura original no es soluble en disolventes orgánicos y se degrada antes de alcanzar el punto de fusión. Asimismo, las propiedades físicas de la celulosa (por ejemplo, el parámetro de solubilidad) se puede modificar en gran medida mediante la transformación del compuesto en derivados. La conversión de celulosa en sus ésteres proporciona materiales que se pueden procesar en diversas formas útiles, tales como objetos tridimensionales, fibras y soluciones para formar revestimientos o capas (de películas o membranas, por ejemplo). El éster de celulosa se considera potencialmente como un polímero biodegradable útil. Las estructuras del éster de celulosa, incluyendo acetato de celulosa (CA), propionato de acetato de celulosa (CAP) y acetato butirato de celulosa (CAB). Los avances en aplicaciones de ésteres de celulosa incluyen tecnologías modernas de recubrimiento, aplicaciones de liberación controlada, plásticos biodegradables y aplicaciones médicas.

Acetato de celulosa (CA)

El acetato de celulosa, un polímero de origen natural (está hecho principalmente de celulosa derivada del algodón), es el material ideal para la producción de vidrios debido a su trabajabilidad y apariencia en el producto terminado. La celulosa es un polímero de glucosa que se encuentra en la mayoría de las plantas; tiene fórmula química (C6H10O5)n. Estos plásticos se obtienen modificando la estructura de la celulosa original, sustituyendo los grupos hidroxilos (OH) existentes en sus anillos moleculares por grupos nitro o acetato. Los nitratos o acetatos así obtenidos, son dotados de características plásticas y de un cierto grado de flexibilidad, mediante la adición de un plastificante. Los plásticos de acetato de celulosa no tienen propiedades realmente sobresalientes. Sus molduras y extrusiones se basan en su tenacidad y la apariencia de un vinilo, PVC, polietileno y poliestireno razonables. En común con la mayoría de los otros materiales plásticos, son capaces de variaciones de color ilimitadas, incluida la transparencia de color blanco agua. El procesamiento es bastante sencillo siempre que los gránulos estén secos.

Diacetatos de celulosa

El diacetato de celulosa es "un éster parcialmente hidrolizado". En cada uno de los anillos de la cadena molecular de la celulosa modificada queda, como mínimo, un grupo OH que no ha sido sustituido y estos grupos convierten al diacetato en un material muy permeable a la humedad. No es posible hablar del diacetato como si fuera un único plástico. En algunos diacetatos se han detectado restos de sulfatos (que incrementan notablemente su susceptibilidad a la humedad) así como el uso de plastificantes, como el monocloronaftaleno, extremadamente volátiles y que contribuyen a una temprana pérdida de las características mecánicas y dimensionales.

Ésteres mixtos: acetato-propionato y acetato-butirato

Antes del desarrollo del triacetato de celulosa plastificado con trifenilfosfato, por las deficiencias en el comportamiento mecánico y, sobre todo, por la elevada tendencia a absorber humedad de los diacetatos de celulosa, en la fabricación de películas se introducirían dos ésteres mixtos plastificados, el acetato-propionato y el acetato butirato, que fueron producidos por varios fabricantes de productos químicos  y utilizados en la fabricación de soportes para cinematografía. En estos plásticos, la esterificación de la celulosa se realiza mediante una mezcla de dos ácidos: el acético y el propiónico o el butírico. Las cualidades de ambos plásticos son bastante parecidas. Los dos son ligeramente menos pesados que el nitrato o que el acetato, presentan un índice de refracción muy ligeramente inferior y sus calidades mecánicas son inferiores a las del nitrato pero superiores a las de los diacetatos existentes en la época. El acetato-butirato muestra una gran resistencia a la absorción de humedad (aunque inferior a la del nitrato).

Triacetato de celulosa plastificado

A partir de los años cincuenta, el triacetato ha sido el plástico fundamental en la fabricación de bases/soportes para las películas cinematográficas. Desde el principio, los archivos recibieron encantados el nuevo plástico que en la actualidad constituye el soporte fundamental en la gran mayoría de las colecciones. Pero en 1957, apenas 10 años después del inicio de su fabricación industrial, archivos situados en climas cálidos y húmedos empezaron a emitir noticias sobre procesos de degradación química. Los fabricantes contestaron indicando que las películas con soportes de triacetato de celulosa plastificado debían almacenarse a temperaturas comprendidas entre los 17 y 27ºC y humedades relativas entre el 40 y 50%HR, condiciones equiparables a las recomendadas para cualquier otro tipo de archivo pero que muy pronto se mostrarían insuficientes para los cinematográficos. La degradación química de los triacetatos se conoce como "síndrome de vinagre".

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