Acetato de celulose, composto sintético derivado da acetilação da substância vegetal celulose. O acetato de celulose é fiado em fibras têxteis conhecidas como acetato de raiom, acetato ou triacetato. Também pode ser moldado em peças plásticas sólidas, como cabos de ferramentas ou fundido em filme para fotografia ou embalagem de alimentos, embora seu uso nestas aplicações tenha diminuído.
A celulose é um polímero natural obtido a partir de fibras de madeira ou das fibras curtas (linters) aderentes às sementes de algodão. É constituído por unidades de glucose de repetição que têm a fórmula química C6H7O2 (OH)3 e a seguinte estrutura molecular:
Em celulose inalterada, o X na estrutura molecular representa o hidrogénio (H), indicando a presença na molécula de três grupos hidroxil (OH). Os grupos OH formam fortes ligações de hidrogênio entre moléculas de celulose, com o resultado de que as estruturas de celulose não podem ser soltas pelo calor ou solventes sem causar decomposição química. No entanto, após a acetilação, o hidrogênio nos grupos hidroxila é substituído por grupos acetil (CH3-CO). O composto de acetato de celulose resultante pode ser dissolvido em certos solventes ou amaciado ou fundido sob calor, permitindo que o material seja fiado em fibras, moldado em objetos sólidos ou fundido como uma película.
O acetato de celulose é mais comumente preparado pelo tratamento da celulose com ácido acético e depois com anidrido acético na presença de um catalisador como o ácido sulfúrico. Quando as reações resultantes são permitidas até a conclusão, o produto é um composto totalmente acetilado conhecido como acetato primário de celulose, ou, mais propriamente, triacetato de celulose. O triacetato é uma substância altamente fundente (300 °C ), altamente cristalina e solúvel apenas em uma gama limitada de solventes (geralmente cloreto de metileno). A partir da solução, o triacetato pode ser transformado a seco em fibras ou, com a ajuda de plastificantes, fundido em filme. Se o acetato primário for tratado com água, pode ocorrer uma reação de hidrolização na qual a reação de acetilação é parcialmente revertida, produzindo um acetato secundário de celulose, ou diacetato de celulose. O diacetato pode ser dissolvido por solventes mais baratos, como a acetona para fiação a seco em fibras. Com uma temperatura de fusão inferior (230 °C ) ao triacetato, o diacetato em flocos pode ser misturado com plastificantes apropriados em pós para moldar objetos sólidos, e também pode ser moldado como filme.
O acetato de celulose foi desenvolvido no final do século XIX como parte de um esforço para projetar fibras produzidas industrialmente à base de celulose. O tratamento da celulose com ácido nítrico tinha produzido nitrato de celulose (também conhecido como nitrocelulose), mas as dificuldades de trabalhar com este composto altamente inflamável encorajou a pesquisa em outras áreas. Em 1865 Paul Schützenberger e Laurent Naudin do Collège de France em Paris descobriram a acetilação da celulose pelo anidrido acético, e em 1894 Charles F. Cross e Edward J. Bevan, trabalhando na Inglaterra, patentearam um processo de preparação de triacetato de celulose solúvel em clorofórmio. Uma importante contribuição comercial foi feita pelo químico britânico George Miles em 1903-05 com a descoberta de que, quando a celulose totalmente acetilada foi submetida à hidrólise, ela se transformou em um composto menos acetilado (diacetato de celulose) que era solúvel em solventes orgânicos baratos, como a acetona.
A exploração total em escala comercial do material solúvel em acetona foi realizada por dois irmãos suíços, Henri e Camille Dreyfus, que durante a Primeira Guerra Mundial construíram uma fábrica na Inglaterra para a produção de diacetato de celulose para ser usado como uma droga não inflamável para o revestimento de asas de aviões de tecido. Após a guerra, diante de não haver mais demanda por drogados de acetato, os irmãos Dreyfus voltaram-se para a produção de fibras de diacetato, e em 1921 sua empresa, a British Celanese Ltd., iniciou a fabricação comercial do produto, registrado como Celanese. Em 1929 E.I. du Pont de Nemours & Company (agora DuPont Company) iniciou a produção de fibra de acetato nos Estados Unidos. Os tecidos de acetato encontraram grande favor pela sua maciez e graciosidade. O material não se enruga facilmente quando usado e, devido à sua baixa absorção de humidade quando devidamente tratado, não retém facilmente certos tipos de manchas. As peças de vestuário em acetato lavam bem, mantendo o seu tamanho e forma originais e secam num curto espaço de tempo, embora tenham tendência a reter os vincos conferidos quando molhadas. A fibra tem sido usada, sozinha ou em misturas, em vestuário como vestidos, roupa desportiva, roupa interior, camisas e gravatas e também em tapetes e outros móveis domésticos.
Em 1950 a empresa britânica Courtaulds Ltd. começou a desenvolver fibras de triacetato, que foram posteriormente produzidas à escala comercial após a disponibilização de solvente de cloreto de metileno. A Courtaulds e a British Celanese comercializaram uma fibra de triacetato sob a marca comercial Tricel. Nos Estados Unidos, o triacetato foi introduzido sob a marca registrada Arnel. Os tecidos de triacetato tornaram-se conhecidos pela sua superior retenção de forma, resistência ao encolhimento e facilidade de lavagem e secagem.
A produção de fibras de acetato diminuiu desde meados do século 20, em parte devido à concorrência das fibras de poliéster, que têm as mesmas ou melhores propriedades de lavagem e desgaste, podem ser passadas a ferro a temperaturas mais elevadas e são menos caras. No entanto, as fibras de acetato ainda são utilizadas em peças de vestuário de fácil manutenção e nos forros interiores das roupas, devido ao seu elevado brilho. A fibra de diacetato de celulose (feixes de fibras) tornou-se o principal material para filtros de cigarros.
O primeiro uso comercial do diacetato de celulose como plástico foi na chamada película de segurança, proposta pela primeira vez como substituto do celuloide na fotografia logo após o início do século XX. O material recebeu um novo impulso na década de 1920 com a introdução da moldagem por injeção, uma técnica de moldagem rápida e eficiente à qual o acetato era particularmente favorável, mas à qual o celuloide não podia ser submetido, por causa das altas temperaturas envolvidas. O acetato de celulose tornou-se amplamente utilizado na indústria automotiva devido à sua resistência mecânica, tenacidade, resistência ao desgaste, transparência e facilidade de moldagem. Sua alta resistência ao impacto o tornou um material desejável para óculos de proteção, cabos de ferramentas, medidores de óleo e similares. Nos anos 30, o triacetato de celulose substituiu o diacetato no filme fotográfico, tornando-se a base preeminente para filmes, fotografias e raios X.
Com a introdução de novos polímeros a partir dos anos 30 e 40, porém, o plástico de acetato de celulose entrou em declínio. O triacetato, por exemplo, foi eventualmente substituído na fotografia de movimento por tereftalato de polietileno, um poliéster barato que podia ser transformado num filme forte e dimensionalmente estável. O triacetato ainda é extrudido ou moldado em filme ou folha usada em embalagens, filtros de membrana e filme fotográfico, e o diacetato é moldado por injeção em pequenas partes como escovas de dentes e molduras de óculos.