विषय
- सेलूलोज़ क्या है?
- सेल्युलोज डेरिवेटिव का इतिहास
- सेलूलोज़ एसीटेट संरचना
- सेलूलोज़ एसीटेट के उपयोग
- सेलूलोज़ एसीटेट और पर्यावरण
सेलूलोज़ एसीटेट एक ऐसा पदार्थ है, जो मानव उद्योग में उपयोग की जाने वाली कई अन्य सामग्रियों की तरह है, जो पौधों में पाए जाने वाले प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले पॉलीसैकराइड के अस्तित्व में है। (एक पॉलीसैकराइड एक कार्बोहाइड्रेट अणु है जो कई महान दोहराई जाने वाली चीनी इकाइयों से बना है; ग्लाइकोजन, जो मनुष्यों और अन्य जानवरों में ग्लूकोज का एक भंडारण रूप है, एक और पॉलीसैकराइड है।) 1860 के दशक में विकसित, सेल्यूलोज एसीटेट ने अंततः गति-चित्र उद्योग को बदल दिया। यह संभव नहीं है कि किसी पदार्थ पर छवियों को संग्रहीत किया जाए, जिसमें फ्लोट में फटने की प्रवृत्ति नहीं है, जैसा कि फिल्म जगत में सेल्यूलोज एसीटेट से पहले वाले पदार्थ के सेल्यूलॉइड-आधारित चचेरे भाई थे।
जबकि सेलूलोज़ एसीटेट को अंततः फिल्म बनाने में पॉलिएस्टर द्वारा बदल दिया गया था, यह एक अत्यधिक बहुमुखी पदार्थ निकला। यह दृढ़ता से कपास के संशोधन के साथ जुड़ा हुआ है और ठीक ही ऐसा है, लेकिन इसने कई अन्य अनुप्रयोगों में भी घर पाया है।
सेलूलोज़ क्या है?
सेल्युलोज ग्लूकोज अणुओं का एक बहुलक है। बदले में, ग्लूकोज - जो जीवित कोशिकाओं के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत है चाहे वह (जानवरों के रूप में) या संश्लेषित (पौधों के रूप में) - एक छह-कार्बन अणु है जिसमें एक हेक्सागोनल रिंग शामिल है। छह कार्बन में से एक रिंग के ऊपर स्थित है और यह एक -OH, या हाइड्रॉक्सिल, समूह से जुड़ा हुआ है; रिंग के भीतर दो कार्बन ही एक हाइड्रॉक्सिल समूह से जुड़े होते हैं। ये तीन -OH समूह हाइड्रोजन बांड बनाने के लिए अन्य अणुओं के साथ आसानी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं।
ग्लूकोज के अन्य पॉलिमर मौजूद हैं, लेकिन सेलूलोज़ में, जो विभिन्न प्रकार के पौधों द्वारा बनाया जाता है, व्यक्तिगत ग्लूकोज मोनोमर्स सबसे अधिक विस्तारित होते हैं, या बाहर फैलाए जाते हैं। इसके अलावा, व्यक्तिगत सेलूलोज़ श्रृंखला समानांतर में एक दूसरे के बगल में होती हैं, जो आसन्न श्रृंखलाओं के बीच हाइड्रोजन बांड को प्रोत्साहित करती है और पूरे सेल्यूलोज संरचना को मजबूत करती है। कपास के प्रकार के सेलूलोज़ में, जंजीरों को इतनी कसकर और गठबंधन किया जाता है कि पारंपरिक गैर-आक्रामक तरीकों का उपयोग करके उन्हें भंग करना मुश्किल होता है, जैसे कि केवल उन्हें गीला करना।
सेल्युलोज डेरिवेटिव का इतिहास
गति चित्रों के शुरुआती दिनों में, 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, प्रोजेक्टर के माध्यम से चलने वाली फिल्म में नाइट्रोसेलुलोज शामिल था, जो कि ट्रेड नाम सेलुलॉइड द्वारा चला गया था। नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की एक बहुत की तरह, नाइट्रोसेल्यूलोज अत्यधिक दहनशील है, और वास्तव में सही परिस्थितियों में अनायास आग पकड़ सकता है। प्रोजेक्टर द्वारा उत्पन्न गर्मी और फिल्म को सूखा रखने की स्पष्ट आवश्यकता के कारण, यह मंच को सेट करता है, इसलिए बोलने के लिए, ठीक से कम से कम समय पर उग्र दुर्घटना के लिए।
1865 में वापस, एक फ्रांसीसी रसायनज्ञ, पॉल शुटजेनबर्गर ने पाया कि अगर उन्होंने लकड़ी के गूदे को मिलाया, जो सेलूलोज़ में समृद्ध है, एसिटिक एनहाइड्राइड नामक एक यौगिक के साथ, बाद वाला पदार्थ हाइड्रोजन-बंधुआ सेलूलोज़ श्रृंखलाओं के बीच अपना रास्ता खराब करने में सक्षम था और संलग्न वहाँ उपलब्ध कई हाइड्रॉक्सिल समूहों के लिए ही। प्रारंभ में, यह नयाफाउंड पदार्थ, सेलूलोज़ एसीटेट, किसी भी उपयोग के लिए नहीं डाला गया था। लेकिन 15 साल बाद, स्विस भाइयों केमिली और हेनरी ड्रेफस ने पाया कि सेल्यूलोज एसीटेट को मजबूत विलायक एसीटोन में भंग किया जा सकता है और फिर विभिन्न यौगिकों की एक किस्म में फिर से बनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब इसे पतली ठोस शीट में इकट्ठा किया जाता है, तो इसे फिल्म के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
सेलूलोज़ एसीटेट संरचना
याद रखें कि ग्लूकोज अणुओं में तीन हाइड्रॉक्सिल समूह शामिल हैं, उनमें से एक कार्बन बाहरी से हेक्सागोनल रिंगों से जुड़ा है और दो अन्य रिंग से ही प्रोजेक्ट करते हैं। हाइड्रॉक्सिल समूह के हाइड्रोजन परमाणु, जो ऑक्सीजन से जुड़ा होता है जो दूसरी तरफ कार्बन से भी जुड़ा होता है, कुछ अणुओं द्वारा आसानी से विस्थापित किया जा सकता है जो कि माता-पिता के ग्लूकोज के निर्माण में उस हाइड्रोजेन स्पॉट को लेते हैं। इन अणुओं में से एक एसीटेट है।
एसीटेट, एसिटिक एसिड का रूप जिसने अपने अम्लीय हाइड्रोजन को खो दिया है, एक दो-कार्बन यौगिक है जिसे अक्सर सीएच लिखा जाता है3सीओओ-। इसका तात्पर्य यह है कि एसीटेट में मिथाइल (सीएच) होता है3-) एक छोर पर समूह और दूसरे छोर पर एक कार्बोक्सिल समूह। एक कार्बोक्सिल समूह में एक ऑक्सीजन के साथ एक डबल बॉन्ड और दूसरे के साथ एक एकल बॉन्ड होता है। चूंकि ऑक्सीजन दो बांड बना सकता है और एक नकारात्मक चार्ज करता है जब इसमें केवल एक ही बंधन होता है, यह इस ऑक्सीजन पर है कि एसीटेट ग्लूकोज अणु के लिए बाध्य हो जाता है जहां एक हाइड्रॉक्सिल समूह पहले से ही बरकरार था।
सेल्यूलोज एसीटेट शब्द के रूप में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है वास्तव में सेल्यूलोज डायसेटेट को संदर्भित करता है, जिसमें प्रत्येक ग्लूकोज मोनोमर में उपलब्ध तीन में से दो हाइड्रॉक्सिल समूहों को एसीटेट द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। यदि पर्याप्त एसीटेट उपलब्ध कराया जाता है, तो शेष हाइड्रॉक्सिल समूहों को भी एसीटेट समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना शुरू होता है, जो सेल्यूलोज ट्राइसेटेट बनाता है।
वैसे, एसिटिक एसिड, सिरका में सक्रिय घटक है। इसके अलावा, एसिटाइल कोएंजाइम ए, या एसिटाइल सीओए नामक एक एसिटिक एसिड व्युत्पन्न, एरोबिक सेलुलर श्वसन में ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड (टीसीए) चक्र में एक महत्वपूर्ण अणु है।
सेलूलोज़ एसीटेट के उपयोग
जैसा कि उल्लेख किया गया है, फिल्म बनाने में सेलूलोज़ एसीटेट को बड़े पैमाने पर पॉलिएस्टर के रूप में बदल दिया गया है, लेकिन दोनों अब काफी हद तक इस बात पर सहमत हैं कि डिजिटल फोटोग्राफी और फिल्मोग्राफी तेजी से समय के मानक बन गए हैं। सेलूलोज़ एसीटेट भी सिगरेट फिल्टर का एक प्रमुख घटक है।
1900 की शुरुआत में जब विमान घटनास्थल पर आया, तो केमिस्टों ने जल्द ही पाया कि सेल्युलोज एसीटेट को हवाई जहाज के पिंडों और पंखों को बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री में स्तरित किया जा सकता है और जिससे वे अतिरिक्त वजन का एक बड़ा हिस्सा जोड़े बिना मजबूत हो सकते हैं।
एसिटेट कपड़े, जैसा कि उन्हें कहा जाता है, कपड़े की दुनिया में हर जगह हैं। कपास शर्ट एक लोकप्रिय उत्पाद है जिसमें एसीटेट सामग्री शामिल है। (जब आप कपड़े के लेबल पर "एसीटेट" देखते हैं, तो वास्तव में सूचीबद्ध सेलूलोज़ एसीटेट क्या है।) लेकिन परिधान उद्योग में सेलूलोज़ एसीटेट के शुरुआती उपयोगों में, यह वास्तव में रेशम के साथ संयोजन में इस्तेमाल किया गया था, एक अधिक महंगा इलाज की तुलना में। बड़े पैमाने पर उत्पादित, सस्ती पोशाक के लिए आधार के रूप में। यहां, इसका उपयोग रेशम सामग्री में अक्सर देखे जाने वाले जटिल पैटर्न को बनाए रखने में मदद करने के लिए किया गया था।
1940 के दशक में, जब सामग्री के पारदर्शी रूपों को बनाना संभव हुआ, तो सेल्युलोज एसीटेट को अमेरिकी रक्षा विभाग में एक घर मिला, जिसने इसका उपयोग विमान की खिड़कियां और गैस मास्क के आंखों को कवर करने वाले भागों को बनाने के लिए किया था। आज यह विभिन्न प्लास्टिकों में उपयोग किया जाता है और कांच की खिड़कियों के लिए एक सामान्य विकल्प बना हुआ है, हालांकि इस संबंध में ऐक्रेलिक द्वारा बड़े पैमाने पर इसे दबाया गया है।
सेलूलोज़ एसीटेट और पर्यावरण
सेलूलोज़ एसीटेट उत्पाद सभी प्रकार के क्षरण और विशेष रूप से रासायनिक गिरावट का विरोध करने के लिए बनाई गई परिभाषा के अनुसार हैं। इसका मतलब यह है कि जब आप "बायोडिग्रेडेबल" उत्पादों की सूची के बारे में सोचते हैं, तो सेल्यूलोज एसीटेट के साथ बनाई गई कोई भी चीज आपकी मानसिक सूची में सबसे नीचे बैठनी चाहिए, क्योंकि ये उत्पाद लंबे समय तक पर्यावरण में बने रहते हैं, जिसमें वे कूड़े हो जाते हैं। (सिगरेट के चूतड़ की संख्या पर विचार करें जो आपने पिछली बार देखा था जब आपने एक ठेठ सड़क के किनारे टहल लिया था। दुर्भाग्य से, ये काफी बड़े नहीं हैं, एक ला बोतलें और डिब्बे, कूड़े के दल द्वारा दागे और उठाए जा सकते हैं, लेकिन वे हैं एक सामूहिक आंखों के रूप में प्रस्तुत करने के लिए सर्वव्यापी।)
जब सेलूलोज़ एसीटेट उत्पाद लंबे समय तक धूप में बैठते हैं, तो हल्की ऊर्जा जो उन पर हमला करती है, सेल्यूलोज एसीटेट को भंग करना शुरू कर सकती है। यह वातावरण में अणुओं को, ज्यादातर एस्टेरेज़ को, बयाना में सेलूलोज़ एसीटेट में बॉन्ड पर हमला करने की अनुमति देता है। इस संयोजन "हमले" को फोटोकैमोडेग्रेडेशन के रूप में जाना जाता है।