Acetato di cellulosa

Meera Senthilingam

Questa settimana, l’eroe dell’industria cinematografica – dietro le quinte, cioè. A spiegarci di più è Brian Clegg.

Brian Clegg

Un tempo, la pellicola per la fotografia era un mezzo pericoloso. Il materiale di base che portava le immagini, la “pellicola” vera e propria, era la celluloide, basata sul nitrato di cellulosa o nitrocellulosa, conosciuta anche come guncotton. Questo è un materiale drammaticamente infiammabile che può bruciare spontaneamente se conservato nelle condizioni sbagliate – difficilmente la cosa giusta da mettere in un proiettore cinematografico caldo. Il salvatore dell’industria cinematografica fu un’altra delle prime plastiche naturali, l’acetato di cellulosa.

La cellulosa è un polisaccaride, un polimero naturale formato da molecole di glucosio, che si trova nelle pareti cellulari delle piante verdi – è stato uno dei principali costituenti della carta per ben 2.000 anni. Ma nel 1865 il chimico francese Paul Schützenberger scoprì che l’anidride acetica avrebbe reagito con la cellulosa derivata dalla pasta di legno, per formare un nuovo composto, l’acetato di cellulosa. Inizialmente questo era poco più di una tacca sulla testata del letto dello scopritore del composto, ma una coppia di fratelli che lavoravano in Svizzera avrebbe reso l’acetato di cellulosa molto più significativo.

Con sede a Basilea, Camille e Henri Dreyfus erano alla ricerca di un nuovo prodotto miracoloso e, circa 15 anni dopo la scoperta di Schützenberger, si stabilirono sull’acetato di cellulosa. Grazie alla scoperta che il polimero poteva essere sciolto in acetone per essere formato in nuove strutture, al tempo della prima guerra mondiale avevano stabilito tre diversi usi principali per il composto. La forma familiare della pellicola fu usata per la prima volta come sostituto di sicurezza della celluloide dai produttori cinematografici francesi Pathé Frères. Ma il composto poteva anche essere trasformato in fibre che potevano essere incorporate nell’abbigliamento, inizialmente mescolato con la seta, e come lacca o “droga” che si sarebbe dimostrata popolare per stringere il tessuto sulle ali e sui corpi degli aerei nella nuova fiorente industria aeronautica.

Il team Dreyfus ebbe successo in Europa e in America, ma non furono gli unici a saltare sul crescente carro dell’acetato di cellulosa. Già nel 1894, la coppia britannica di Charles Cross e Edward Bevan aveva ottenuto un brevetto per la produzione del composto, mentre altri avevano lavorato sulle tecniche necessarie per estrudere le fibre ben prima dei fratelli Dreyfus – ma la coppia francese sembra essere stata la prima a cogliere davvero l’importanza di questo nuovo materiale.

Per poter produrre filati di acetato di cellulosa era necessario trovare un buon solvente – furono usati sia l’acetone che il composto noto come reagente di Schweizer. La fibra artificiale fu dapprima impiegata con la seta per mantenere stabili i delicati motivi moiré, ma più tardi sarebbe stata combinata in miscele con il cotone e altri materiali per produrre un materiale a basso costo, robusto e con poche pieghe. L’acetato di cellulosa è una delle plastiche di cellulosa che sono genericamente conosciute come rayon, anche se in altre forme l’acetato di cellulosa è stato conosciuto anche come cellon, rodoide e celanese.

Anche se tendiamo a pensare che l’acetato di cellulosa abbia principalmente applicazioni in cui la flessibilità è importante, compresi i lucidi per lavagne luminose un tempo indispensabili, spesso conosciuti semplicemente come ‘acetati’, in fogli più spessi è abbastanza rigido ed è stato usato dagli anni ’40 per fare finestre per aerei e oculari per maschere antigas, rimanendo una popolare alternativa leggera e sicura al vetro fino a quando è stato ampiamente sostituito dall’acrilico. Viene ancora impiegato per le montature degli occhiali e i bottoni, ed è stato anche usato per fare i mattoncini Lego per i primi 15 anni di produzione di questi familiari giocattoli.

La forma solida dell’acetato di cellulosa continua ad avere un mercato dove l’oggetto fatto con esso deve essere toccato frequentemente – nelle maniglie degli utensili così come nelle montature degli occhiali, per esempio – perché si pensa che abbia una sensazione più piacevole e naturale rispetto ai più moderni tipi di termoplastica. L’acetato di cellulosa è stata la prima plastica ad essere stampata ad iniezione – il processo, che è diventato uno standard dell’industria della plastica, è stato sviluppato per questo. Ha anche trovato la sua strada in tutto, dai filtri delle sigarette alle carte da gioco.

Molti dei componenti solidi di acetato prodotti oggi fanno uso di altre varianti, in particolare acetato di cellulosa butirrato e acetato di cellulosa proprionato. Un’altra versione, l’acetato di cellulosa ftalato (dove il composto è stato fatto reagire con l’acido ftalico), è spesso usato per formare le pellicole di rivestimento che proteggono i farmaci in forma di compresse e impediscono qualsiasi interazione con l’esofago prima che la compressa raggiunga l’intestino.

L’acetato di cellulosa si è dimostrato notevolmente versatile nel corso degli anni, molto più di quanto i fratelli Dreyfus avrebbero mai potuto immaginare quando hanno iniziato a esaminare le applicazioni commerciali. Oggi è stato sostituito, come pellicola, dalla pellicola in poliestere (anch’essa in gran parte destinata alla rottamazione grazie all’imaging digitale), perché la pellicola di acetato di cellulosa può deteriorarsi se esposta agli acidi o al calore, rilasciando acido acetico che ha dato alla degradazione della pellicola l’etichetta di “sindrome dell’aceto”. Ma questo non ha impedito a un’intera generazione di cameraman e proiezionisti di ringraziare di cuore per una pellicola che non aveva la tendenza a prendere fuoco.

Meera Senthilingam

Bene, grazie al cielo! Lo scrittore scientifico Brian Clegg spegne il fuoco con il composto acetato di cellulosa. Ora, la prossima settimana, è il momento del curry, per scopi medicinali, naturalmente…

Simon Cotton

Normalmente quando si pensa alle spezie in un curry si pensa alla capsaicina, la molecola presente nel peperoncino che è responsabile del caratteristico “calore” del curry. Ma altre spezie usate nel curry sono importanti, e non solo per i piacevoli aromi che creano; sono sempre più studiate per le loro possibili proprietà medicinali. Molte hanno proprietà antibatteriche, come la cannella e il coriandolo, che probabilmente sono dovute alle aldeidi che contengono.

Ma la spezia che ha attirato più interesse è la curcuma, a causa di una molecola che contiene chiamata curcumina.

Meera Senthilingam

E scopri come questo composto permette tali benefici unendo Simon Cotton nella prossima settimana di Chemistry in its Element. Fino ad allora, grazie per aver ascoltato, sono Meera Senthilingam.