Acetat de celuloză

Meera Senthilingam

În această săptămână, eroul industriei cinematografice – în spatele scenei, adică. Explică mai multe Brian Clegg.

Brian Clegg

Cândva, filmul pentru fotografie era un mediu periculos. Materialul de bază care purta imaginile, „filmul” propriu-zis, era celuloidul, pe bază de nitrat de celuloză sau nitroceluloză, cunoscut și sub numele de guncotton. Acesta este un material extrem de inflamabil, care poate lua foc spontan dacă este depozitat în condiții nepotrivite – ceea ce nu este tocmai potrivit pentru a fi pus într-un proiector de film încins. Salvatorul industriei cinematografice a fost un alt plastic natural timpuriu, acetatul de celuloză.

Celuloza este o polizaharidă, un polimer natural alcătuit din molecule de glucoză, care se găsește în pereții celulari ai plantelor verzi – a fost unul dintre principalii constituenți ai hârtiei de mai bine de 2.000 de ani. Însă, în 1865, chimistul francez Paul Schützenberger a descoperit că anhidrida acetică reacționează cu celuloza derivată din pulpa de lemn pentru a forma un nou compus, acetatul de celuloză. Inițial, acest lucru a fost puțin mai mult decât o crestătură pe tăblița de pat a descoperitorului compusului, dar o pereche de frați care lucrau în Elveția avea să facă ca acetatul de celuloză să devină mult mai important.

Sediul din Basel, Camille și Henri Dreyfus erau în căutarea unui nou produs minune și, la aproximativ 15 ani după descoperirea lui Schützenberger, au ales acetatul de celuloză. Datorită descoperirii faptului că polimerul putea fi dizolvat în acetonă pentru a fi format în structuri noi, până în momentul primului război mondial au stabilit trei utilizări majore diferite pentru acest compus. Forma cunoscută a filmului a fost folosită pentru prima dată ca înlocuitor de siguranță pentru celuloid de către producătorii francezi de filme Pathé Frères. Dar compusul putea fi, de asemenea, transformat în fibre care puteau fi încorporate în îmbrăcăminte, inițial amestecate cu mătase, și ca un lac sau „dope” care se va dovedi popular pentru a strânge țesătura de pe aripile și corpurile aeronavelor în industria aeronautică recent înfloritoare.

Echipa Dreyfus a avut succes în Europa și în America, dar nu au fost singurii care au sărit la rampă în calea acetatului de celuloză în creștere. Încă din 1894, perechea britanică formată din Charles Cross și Edward Bevan a primit un brevet pentru fabricarea compusului, în timp ce alții lucraseră la tehnicile necesare pentru a-l extruda sub formă de fibre cu mult înainte de frații Dreyfus – dar perechea franceză pare să fi fost prima care a înțeles cu adevărat importanța acestui nou material.

Puterea de a produce fire de acetat de celuloză depindea de găsirea unui solvent bun – au fost folosite atât acetona, cât și compusul cunoscut sub numele de reactivul Schweizer. Fibra artificială a fost folosită mai întâi cu mătasea pentru a menține stabile modelele delicate de moiré, dar mai târziu avea să fie combinată în amestecuri cu bumbac și alte materiale pentru a produce un material cu costuri reduse, robust și cu încrețituri reduse. Acetatul de celuloză este unul dintre numeroasele materiale plastice celulozice care sunt cunoscute sub denumirea generică de raion, deși, sub alte forme, acetatul de celuloză a mai fost cunoscut și sub numele de cellon, rhodoid și celanese.

Deși avem tendința de a ne gândi la acetatul de celuloză ca având în primul rând aplicații în care flexibilitatea este importantă, inclusiv la transparențele de retroproiector, cândva esențiale, cunoscute adesea pur și simplu sub numele de „acetat”, în foi mai groase este destul de rigid și a fost folosit începând cu anii 1940 pentru a face ferestre de avion și oculare pentru măști de gaze, rămânând o alternativă de siguranță ușoară și populară la sticlă până când a fost înlocuit în mare parte de acrilic. Este încă utilizat pentru rame de ochelari și nasturi și chiar a fost folosit la fabricarea cărămizilor Lego în primii 15 ani de producție a acestor jucării familiare.

Forma solidă a acetatului de celuloză continuă să aibă o piață de desfacere în cazul în care obiectul fabricat din el urmează să fie atins frecvent – în mânerele de unelte, precum și în ramele de ochelari, de exemplu – deoarece se consideră că are o senzație mai plăcută și mai naturală decât tipurile mai moderne de termoplastic. Acetatul de celuloză a fost primul plastic care a fost turnat prin injecție – procesul, care a devenit un standard al industriei materialelor plastice, a fost dezvoltat pentru acesta. De asemenea, s-a regăsit în orice, de la filtrele de țigări la cărțile de joc.

O mulțime de componente solide din acetat produse astăzi folosesc alte variante, în special butiratul de acetat de celuloză și proprionatul de acetat de celuloză. O altă variantă, acetat ftalat de celuloză (în care compusul a reacționat cu acid ftalic), este adesea folosită pentru a forma învelișurile peliculare care protejează medicamentele sub formă de tablete și previn orice interacțiune cu gușa înainte ca tableta să ajungă în intestine.

Acetatul de celuloză s-a dovedit a fi remarcabil de versatil de-a lungul anilor, mult mai mult decât și-ar fi putut imagina frații Dreyfus când au început să cerceteze pentru prima dată aplicațiile comerciale. În prezent, a fost înlocuit ca material de film de către pelicula de poliester (ea însăși îndreptându-se acum în mare parte spre fier vechi datorită imagisticii digitale), deoarece pelicula de acetat de celuloză se poate deteriora atunci când este expusă la acizi sau căldură, emițând acid acetic, ceea ce a conferit descompunerea materialului de film eticheta „sindromul oțetului”. Dar asta nu a împiedicat o întreagă generație de cameramani și proiecționiști să mulțumească din suflet pentru o peliculă care nu avea tendința de a lua foc.

Meera Senthilingam

Bine, slavă Domnului pentru asta! Scriitorul științific Brian Clegg stingând focul acolo cu compusul acetat de celuloză. Acum, săptămâna viitoare, este timpul pentru un curry, în scopuri medicinale, bineînțeles…

Simon Cotton

În mod normal, când te gândești la condimentele dintr-un curry te gândești la capsaicină, molecula din ardeii iuți care este responsabilă pentru „iuțeala” distinctivă a unui curry. Dar și alte condimente folosite în curry sunt importante, și nu doar pentru aromele plăcute pe care le creează; ele sunt din ce în ce mai mult studiate pentru posibilele lor proprietăți medicinale. Câteva au proprietăți antibacteriene, cum ar fi scorțișoara și coriandrul, care se datorează probabil aldehidelor pe care le conțin.

Dar condimentul care a atras cel mai mult interesul este turmericul, datorită unei molecule pe care o conține, numită curcumină.

Meera Senthilingam

Și descoperiți cum acest compus permite astfel de beneficii, alăturându-vă lui Simon Cotton în emisiunea Chimie în elementul său de săptămâna viitoare. Până atunci, vă mulțumesc că m-ați ascultat, sunt Meera Senthilingam.