Cellulóz-acetát

Meera Senthilingam

Ezen a héten a filmipar hőse – mármint a színfalak mögött. Többet magyaráz Brian Clegg.

Brian Clegg

Egykoron a film a fényképezéshez veszélyes médium volt. A képeket hordozó alapanyag, maga a tulajdonképpeni “film” celluloid volt, melynek alapja a cellulóz-nitrát vagy nitrocellulóz, más néven guncotton volt. Ez egy drámaian gyúlékony anyag, amely spontán meggyulladhat, ha rossz körülmények között tárolják – aligha a legmegfelelőbb dolog egy forró mozivetítőn átvetíteni. A filmipar megmentője egy másik korai természetes műanyag, a cellulóz-acetát volt.

A cellulóz egy poliszacharid, egy glükózmolekulákból álló természetes polimer, amely a zöld növények sejtfalában található – jó 2000 éve a papír egyik fő alkotórésze. 1865-ben azonban Paul Schützenberger francia kémikus felfedezte, hogy az ecetsav-anhidrid reakcióba lép a fapépből származó cellulózzal, és egy új vegyület, a cellulóz-acetát keletkezik. Kezdetben ez alig volt több, mint egy rovátka a vegyület felfedezőjének ágyán, de egy Svájcban dolgozó testvérpár a cellulóz-acetátot sokkal jelentősebbé tette.

A bázeli székhelyű Camille és Henri Dreyfus egy új csodaterméket keresett, és körülbelül 15 évvel Schützenberger felfedezése után a cellulóz-acetátra esett a választásuk. Annak a felfedezésnek köszönhetően, hogy a polimer acetonban feloldva új szerkezetekké alakítható, az első világháború idejére három különböző fő felhasználási módot találtak a vegyület számára. Az ismert filmformát először a Pathé Frères francia filmgyártó cég használta a celluloid biztonsági helyettesítésére. A vegyületből azonban olyan szálakat is lehetett készíteni, amelyeket ruházatba lehetett beépíteni, kezdetben selyemmel keverve, valamint lakk vagy “dope” formájában, amely népszerűnek bizonyult az újonnan virágzó repülőgépiparban a repülőgépek szárnyain és testén lévő szövetek feszesítésére.

A Dreyfus csapat sikeres volt Európában és Amerikában, de nem ők voltak az egyetlenek, akik felugrottak az egyre növekvő cellulóz-acetát szekérre. Már 1894-ben a brit Charles Cross és Edward Bevan páros szabadalmat kapott a vegyület előállítására, míg mások már jóval a Dreyfus testvérek előtt dolgoztak a szálak extrudálásához szükséges technikákon – de úgy tűnik, a francia páros volt az első, aki valóban felfogta ennek az új anyagnak a jelentőségét.

A cellulóz-acetát fonal előállításához jó oldószert kellett találni – mind az acetont, mind a Schweizer-reagensként ismert vegyületet használták. A műszálat először selyemmel együtt alkalmazták, hogy a finom moiré-mintákat stabilan tartsák, de később pamuttal és más anyagokkal keverve alacsony költségű, robusztus és gyűrődésmentes anyagot állítottak elő. A cellulóz-acetát egyike a cellulóz műanyagoknak, amelyeket általánosan rayon néven ismernek, bár más formákban a cellulóz-acetátot cellon, rodoid és celanese néven is ismerték.

Bár a cellulóz-acetátról hajlamosak vagyunk azt gondolni, hogy elsősorban olyan alkalmazásokban használatos, ahol fontos a rugalmasság, beleértve az egykor nélkülözhetetlen írásvetítő fóliákat, amelyeket gyakran egyszerűen “acetátként” emlegetnek, vastagabb lapokban meglehetősen merev, és az 1940-es évektől kezdve repülőgépek ablakainak és gázálarcok szemüvegeinek készítésére használták, és az üveg népszerű, könnyű, biztonsági alternatívája maradt, amíg az akril nagyrészt fel nem váltotta. Még mindig használják szemüvegkeretek és gombok készítéséhez, sőt, az ismerős játékok gyártásának első 15 évében még Lego-téglákat is készítettek belőle.

A cellulóz-acetát szilárd formájának továbbra is van piaca ott, ahol a belőle készült tárgyakat gyakran meg kell érinteni – például szerszámok fogantyúiban és szemüvegkeretekben -, mivel úgy gondolják, hogy kellemesebb, természetesebb tapintású, mint a hőre lágyuló műanyag modernebb típusai. A cellulóz-acetát volt az első fröccsöntött műanyag – erre fejlesztették ki azt az eljárást, amely mára a műanyagipar szabványává vált. A cigarettaszűrőktől kezdve a játékkártyákig mindenbe belekerült.

A ma gyártott szilárd acetát alkatrészek nagy része más változatokat használ, nevezetesen cellulóz-acetát-butirátot és cellulóz-acetát-proprionátot. Egy másik változatot, a cellulóz-acetát-ftalátot (ahol a vegyületet ftálsavval reagáltatták) gyakran használják olyan filmbevonatok kialakítására, amelyek védik a tablettás gyógyszereket, és megakadályozzák a nyelőcsővel való kölcsönhatást, mielőtt a tabletta a belekbe kerülne.

A cellulóz-acetát az évek során figyelemre méltóan sokoldalúnak bizonyult, sokkal sokoldalúbbnak, mint azt a Dreyfus testvérek valaha is gondolták volna, amikor először kezdtek kereskedelmi alkalmazásokat keresni. Filmalapként ma már a poliészterfilm váltotta fel (amely a digitális képalkotásnak köszönhetően ma már nagyrészt a szemétdomb felé tart), mivel a cellulóz-acetát film savak vagy hő hatására romlik, és ecetsavat bocsát ki, ami miatt a filmalap lebomlása az “ecet-szindróma” elnevezést kapta. De ez nem akadályozta meg operatőrök és vetítők egész generációját abban, hogy szívből hálát adjanak egy olyan filmért, amely nem hajlamos lángra lobbanni.

Meera Senthilingam

Hát, hála az égnek! Brian Clegg tudományos író oltja ott a tüzet a cellulóz-acetát vegyülettel. Most pedig jövő héten egy curry következik, természetesen gyógyászati céllal…

Simon Cotton

Normális esetben, ha a curryben lévő fűszerekre gondolunk, a kapszaicinre gondolunk, a chilipaprikában lévő molekulára, amely a curry jellegzetes “csípősségéért” felelős. De a curryben használt egyéb fűszerek is fontosak, és nem csak az általuk keltett kellemes aromák miatt; egyre gyakrabban vizsgálják őket lehetséges gyógyhatásaik miatt. Többnek antibakteriális tulajdonságai vannak, mint például a fahéjnak és a koriandernek, ami valószínűleg a bennük található aldehideknek köszönhető.

De a fűszer, amely a legnagyobb érdeklődésre tart számot, a kurkuma, a benne található kurkumin nevű molekula miatt.

Meera Senthilingam

A jövő heti Kémia elemében című műsorunkban Simon Cotton segítségével megtudhatja, hogyan teszi lehetővé ez a vegyület ezeket az előnyöket. Addig is köszönöm, hogy meghallgattak, Meera Senthilingam vagyok.