Por Kevin Beck Atualizado em 24 de março de 2022

Besiki Kavtaradze/iStock/GettyImages

O acetato de celulose é uma substância que, como vários outros materiais utilizados na indústria humana, deve sua existência à celulose, um polissacarídeo natural encontrado nas plantas. (Um polissacarídeo é uma molécula de carboidrato composta de muitas unidades repetidas de açúcar; o glicogênio, uma forma de armazenamento de glicose em humanos e outros animais, é outro polissacarídeo.) Desenvolvido pela primeira vez na década de 1860, o acetato de celulose acabou mudando a indústria cinematográfica, tornando possível armazenar imagens em uma substância que não tinha tendência a explodir em chamas, como fizeram os primos à base de celulóide do material que antecedeu o acetato de celulose no mundo do cinema.

Embora o acetato de celulose tenha sido eventualmente substituído pelo poliéster na produção de filmes, ele acabou se revelando uma substância extremamente versátil. Está fortemente associado à modificação do algodão e com razão, mas também encontrou um lugar em uma série de outras aplicações.

O que é celulose?

O que é celulose?

A celulose é um polímero de moléculas de glicose. Por sua vez, a glicose – que é a principal fonte de energia para as células vivas, quer seja ingerida (como nos animais) ou sintetizada (como nas plantas) – é uma molécula de seis carbonos que inclui um anel hexagonal. Um dos seis carbonos fica acima do anel e está ligado a um grupo -OH, ou hidroxila; dois dos carbonos dentro do próprio anel também estão ligados a um grupo hidroxila. Esses três grupos -OH podem reagir prontamente com outras moléculas para formar ligações de hidrogênio.

Existem outros polímeros de glicose, mas na celulose, que é produzida por uma variedade de plantas, os monômeros individuais de glicose são os mais estendidos ou esticados. Além disso, as cadeias individuais de celulose alinham-se uma ao lado da outra em paralelo, o que estimula ligações de hidrogénio entre cadeias adjacentes e fortalece toda a estrutura da celulose. Na celulose do tipo algodão, as cadeias estão tão firmemente unidas e alinhadas que é difícil dissolvê-las usando métodos convencionais não agressivos, como simplesmente molhá-las.

História dos Derivados da Celulose

História dos Derivados da Celulose

Nos primórdios do cinema, no início do século 20, o filme rodado em projetores consistia em nitrocelulose, que atendia pelo nome comercial de Celulóide. Como muitos compostos ricos em nitrogênio, a nitrocelulose é altamente combustível e, de fato, pode pegar fogo espontaneamente nas condições certas. Devido ao calor gerado pelos projetores e à necessidade óbvia de manter o filme seco, isso preparou o terreno, por assim dizer, para acidentes violentos precisamente nos momentos menos oportunos.

Em 1865, um químico francês, Paul Schützenberger, descobriu que se misturasse polpa de madeira, que é rica em celulose, com um composto chamado anidrido acético, esta última substância era capaz de abrir caminho entre as cadeias de celulose ligadas por ligações de hidrogénio e ligar-se aos muitos grupos hidroxila disponíveis ali. Inicialmente, essa substância recém-descoberta, o acetato de celulose, não teve uso algum. Mas 15 anos depois, os irmãos suíços Camille e Henri Dreyfus descobriram que o acetato de celulose poderia ser dissolvido no forte solvente acetona e depois reformado numa variedade de compostos diferentes. Por exemplo, quando montado em finas folhas sólidas, pode ser usado como filme.

Estrutura do acetato de celulose

Estrutura do acetato de celulose

Lembre-se de que as moléculas de glicose incluem três grupos hidroxila, um deles ligado ao carbono externo aos anéis hexagonais e outros dois projetando-se do próprio anel. O átomo de hidrogênio do grupo hidroxila, que está ligado ao oxigênio que também está ligado ao carbono do outro lado, pode ser facilmente deslocado por certas moléculas que então ocupam o lugar desse hidrogênio na construção de glicose original. Uma dessas moléculas é o acetato.

O acetato, a forma de ácido acético que perdeu seu hidrogênio ácido, é um composto de dois carbonos frequentemente escrito CH3COO-. Isto implica que o acetato possui um grupo metila (CH3-) em uma extremidade e um grupo carboxila na outra extremidade. Um grupo carboxila possui uma ligação dupla com um oxigênio e uma ligação simples com o outro. Como o oxigênio pode formar duas ligações e carrega uma carga negativa quando tem apenas uma ligação, é nesse oxigênio que o acetato se liga à molécula de glicose onde um grupo hidroxila anteriormente estava intacto.

O acetato de celulose, como o termo é comumente usado, na verdade se refere ao diacetato de celulose, no qual dois dos três grupos hidroxila disponíveis em cada monômero de glicose foram substituídos por acetato. Se for disponibilizado acetato suficiente, os grupos hidroxila restantes também começam a ser substituídos por grupos acetato, formando triacetato de celulose.

A propósito, o ácido acético é o ingrediente ativo do vinagre. Além disso, um derivado do ácido acético chamado acetil coenzima A, ou acetil CoA, é uma molécula chave no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) na respiração celular aeróbica.

Usos do acetato de celulose

Usos do acetato de celulose

Conforme observado, o acetato de celulose foi amplamente substituído por uma forma de poliéster na fabricação de filmes, mas ambos estão amplamente ultrapassados agora que a fotografia digital e a filmografia se tornaram rapidamente o padrão da época. O acetato de celulose também é um componente importante dos filtros de cigarro.

Quando as aeronaves entraram em cena no início de 1900, os químicos logo descobriram que o acetato de celulose poderia ser colocado em camadas no material usado para formar os corpos e asas dos aviões e, assim, torná-los mais resistentes sem adicionar muito peso extra.

Os tecidos de acetato, como são chamados, estão por toda parte no mundo do vestuário. As camisas de algodão são um produto popular que inclui material de acetato. (Quando você vê “acetato” na etiqueta de uma roupa, o que na verdade está listado é o acetato de celulose.) Mas nos primeiros usos do acetato de celulose na indústria de vestuário, ele era na verdade usado em conjunto com a seda, um tratamento mais caro, do que como base para trajes baratos produzidos em massa. Aqui, foi usado para ajudar a manter os padrões intrincados frequentemente vistos em materiais de seda.

Na década de 1940, quando foi possível fazer formas transparentes do material, o acetato de celulose encontrou seu lar no Departamento de Defesa dos EUA, que o utilizou para fazer janelas de aeronaves e partes que cobrem os olhos de máscaras de gás. Hoje é usado em vários plásticos e continua sendo uma alternativa comum às janelas de vidro, embora tenha sido amplamente suplantado pelo acrílico nesse aspecto.

Acetato de Celulose e o Meio Ambiente

Acetato de Celulose e o Meio Ambiente

Os produtos de acetato de celulose são, por definição, feitos para resistir à degradação de todos os tipos e, em particular, à degradação química. Isso significa que quando você pensa em uma lista de produtos “biodegradáveis”, qualquer coisa feita com acetato de celulose deve ficar no final da sua lista mental, pois esses produtos persistem no meio ambiente por longos períodos em que se tornam lixo. (Considere o número de pontas de cigarro que você provavelmente viu na última vez que deu um passeio por uma estrada típica. Infelizmente, elas não são grandes o suficiente, como garrafas e latas, para serem avistadas e recolhidas pelas equipes de lixo, mas são onipresentes o suficiente para serem apresentadas como uma monstruosidade coletiva.)

Quando os produtos de acetato de celulose ficam expostos ao sol por tempo suficiente, a energia luminosa que os atinge pode começar a dissolver o acetato de celulose. Isso permite que moléculas do ambiente, principalmente esterases, ataquem seriamente as ligações do acetato de celulose. Este "ataque" combinado é conhecido como fotoquimiogradação.