Acetát celulózy
Meera Senthilingam
Tento týden hrdina filmového průmyslu – tedy v zákulisí. Více vysvětluje Brian Clegg.
Brian Clegg
Kdysi dávno byl film pro fotografii nebezpečným médiem. Základním materiálem, který nesl snímky, tedy samotným „filmem“, byl celuloid na bázi nitrátu celulózy nebo nitrocelulózy, známý také jako střelná bavlna. Jedná se o dramaticky hořlavý materiál, který se může samovolně vznítit, pokud je skladován za nevhodných podmínek – sotva by se hodil do rozpálené filmové promítačky. Zachráncem filmového průmyslu se stal jiný raný přírodní plast, acetát celulózy.
Zdroj: ©
Celulóza je polysacharid, přírodní polymer tvořený molekulami glukózy, který se nachází v buněčných stěnách zelených rostlin – již dobrých 2 000 let je jednou z hlavních složek papíru. V roce 1865 však francouzský chemik Paul Schützenberger zjistil, že anhydrid kyseliny octové reaguje s celulózou získanou z dřevní hmoty za vzniku nové sloučeniny, acetátu celulózy. Zpočátku to byl jen malý zářez na pažbě objevitele sloučeniny, ale dvojice bratrů pracujících ve Švýcarsku učinila acetát celulózy mnohem významnějším.
Camille a Henri Dreyfusovi se sídlem v Basileji hledali nový zázračný produkt a zhruba 15 let po Schützenbergerově objevu se rozhodli pro acetát celulózy. Díky objevu, že polymer lze rozpouštět v acetonu a vytvářet z něj nové struktury, se jim do první světové války podařilo stanovit tři různá hlavní využití této sloučeniny. Známou formu filmu poprvé použili francouzští filmaři Pathé Frères jako bezpečnostní náhradu celuloidu. Sloučeninu však bylo možné vyrobit také do podoby vláken, která se dala zabudovat do oděvů, zpočátku ve směsi s hedvábím, a jako lak nebo „dope“, který se osvědčil jako oblíbený prostředek pro zpevnění látky na křídlech a trupech letadel v nově vzkvétajícím leteckém průmyslu.
Dreyfusův tým byl úspěšný v Evropě i Americe, ale nebyl jediný, kdo naskočil na rostoucí vlnu acetátu celulózy. Již v roce 1894 byl britské dvojici Charles Cross a Edward Bevan udělen patent na výrobu této sloučeniny, zatímco jiní pracovali na technikách potřebných k jejímu vytlačování ve formě vláken mnohem dříve než bratři Dreyfusové – zdá se však, že francouzská dvojice byla první, kdo skutečně pochopil význam tohoto nového materiálu.
Schopnost vyrábět přízi z acetátu celulózy závisela na nalezení vhodného rozpouštědla – používal se jak aceton, tak sloučenina známá jako Schweizerovo činidlo. Umělé vlákno se nejprve používalo s hedvábím, aby se udržely stabilní jemné moaré vzory, ale později se kombinovalo ve směsích s bavlnou a dalšími materiály, aby se vyrobil levný, pevný a málo mačkavý materiál. Acetát celulózy je jedním z řady celulózových plastů, které jsou obecně známé jako rayon, ačkoli v jiných formách byl acetát celulózy známý také jako celon, rhodoid a celan.
Zdroj: Přestože máme tendenci si acetát celulózy představovat především v aplikacích, kde je důležitá pružnost, včetně kdysi nezbytných průhledných fólií pro zpětné projektory, které se často nazývají jednoduše „acetáty“, v silnějších deskách je poměrně tuhý a od 40. let 20. století se používal k výrobě oken letadel a okulárů plynových masek a zůstal oblíbenou lehkou bezpečnostní alternativou skla, dokud jej z velké části nenahradil akrylát. Stále se používá na výrobu brýlových obrouček a knoflíků, a dokonce se z něj prvních 15 let výroby těchto známých hraček vyráběly kostky Lego.
Pevná forma acetátu celulózy má stále odbyt tam, kde se z něj vyrobeného předmětu často dotýkáme – například v rukojetích nástrojů i brýlových obroučkách – protože se má za to, že má příjemnější, přirozenější pocit než modernější typy termoplastů. Acetát celulózy byl prvním plastem, který se vstřikoval – byl pro něj vyvinut proces, který se stal standardem v plastikářském průmyslu. Své místo si našel také ve všech výrobcích od cigaretových filtrů až po hrací karty.
V mnoha dnes vyráběných pevných acetátových komponentech se používají jiné varianty, zejména butyrát acetátu celulózy a proprionát acetátu celulózy. Další verze, ftalát acetátu celulózy (kde sloučenina reagovala s kyselinou ftalovou), se často používá k vytvoření filmových povlaků, které chrání léky ve formě tablet a zabraňují jakékoliv interakci s jícnem předtím, než se tableta dostane do střev.
Acetát celulózy se v průběhu let ukázal jako pozoruhodně všestranný, mnohem více, než si bratři Dreyfusové kdy dokázali představit, když se poprvé začali zabývat komerčním využitím. V současnosti byl jako filmový materiál nahrazen polyesterovým filmem (který sám o sobě nyní díky digitálnímu zobrazování z velké části míří do šrotu), protože celulózový acetátový film se může při působení kyselin nebo tepla znehodnotit a uvolňuje se z něj kyselina octová, která dala rozpadu filmového materiálu označení „octový syndrom“. To však nebránilo celé generaci kameramanů a promítačů, aby srdečně děkovali za film, který neměl tendenci vzplanout.
Meera Senthilingam
No, díky bohu za to! Vědecký spisovatel Brian Clegg tam hasí požár pomocí sloučeniny acetátu celulózy. Příští týden je čas na kari, samozřejmě pro léčebné účely…
Simon Cotton
Obvykle si při pomyšlení na koření v kari vybavíte kapsaicin, molekulu v chilli papričkách, která je zodpovědná za charakteristickou „pálivost“ kari. Důležitá jsou však i další koření používaná v kari, a to nejen kvůli příjemné vůni, kterou vytvářejí; stále častěji se zkoumají jejich možné léčivé vlastnosti. Několik z nich má antibakteriální účinky, například skořice a koriandr, které jsou pravděpodobně způsobeny aldehydy, jež obsahují.
Největší zájem však vzbudila kurkuma, a to díky molekule, kterou obsahuje a která se nazývá kurkumin.
Meera Senthilingam
Zjistěte, jak tato sloučenina umožňuje takové účinky, a připojte se k Simonu Cottonovi v příštím týdnu v pořadu Chemie v prvcích. Do té doby vám děkuji za pozornost, jsem Meera Senthilingam.
Leave a Reply