Was sind Celluloseacetatmembranen?
Celluloseacetatmembranen sind Filmschichten aus einem Ester, der aus der Pflanzenfasercellulose und einer variierenden Anzahl von Acetylgruppen besteht. Solche Membranen lassen Wasser durch, halten aber Salze davon ab, sie zu durchdringen, und werden daher bei Kaltsterilisations- und Ultrafiltrationsverfahren verwendet. Cellulose ist eine Kette von verknüpften Glucosemolekülen, und Acetylgruppen sind kleine Strukturen von Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffmolekülen. Diese Membranen werden als asymmetrisch beschrieben, weil sie auf ihrer Oberfläche eine dichte Haut mit einer poröseren Schicht unter sich haben. Sowohl die Haut als auch der Träger bestehen aus chemisch identischem Celluloseacetat, obwohl ihre äußere Struktur und ihr Aussehen unterschiedlich sind.
Im Allgemeinen bestehen Celluloseacetatmembranen aus einem Polymer aus faseriger Cellulose, wobei jedes Cellulosemolekül an zwei oder drei Acetylgruppen aus einer Quelle wie Essigsäure gebunden ist. Diese Membranen können nur Diacetyl- oder Triacetylgruppen aufweisen, die an Cellulose gebunden sind, oder sie können eine Mischung aus beiden aufweisen. Nachdem Cellulose und Essigsäure zusammen mit einem Katalysator wie Schwefelsäure vereinigt wurden, wird der resultierende Film in ein Wasserbad gegeben, das überschüssige Essigsäure abwäscht und die asymmetrischen Schichten in der Membran erzeugt. Obwohl Celluloseacetatmembranen kostengünstig herzustellen sind und leicht chloriertes Wasser filtern können, sind sie im Gegensatz zu anderen Arten von Membranen in ihrer Fähigkeit, extremen potenziellen Wasserstoff (pH) -Niveaus standzuhalten, begrenzt.
Celluloseacetatmembranen filtern nicht nur Salze effektiv, sondern binden auch organische Moleküle nicht leicht und sind recht stark. Sie eignen sich daher hervorragend zum Filtern von organischen Verbindungen wie Proteinen und Enzymen in Laborumgebungen. Die Stärke dieser Membranen macht sie nützlich, um Proteine für die Rückgewinnung während Experimenten oder Prozessen zurückzuhalten, bei denen diese Substrate zurückgewonnen werden müssen, weshalb sie als Lebensmittelanalyseprodukte und Umweltüberwachungsprodukte verwendet werden. Die Eigenschaften von Celluloseacetatmembranen können jedoch bei Labortechniken, die eine Bildgebung erfordern, einschränkend sein, da die poröse Unterseite des Celluloseacetats dazu neigt, Flüssigkeiten zu absorbieren und transparent zu werden. Dies bedeutet, dass es schwierig sein kann zu bestimmen, wie gut diese Membranen an anderen Oberflächen oder an Substraten wie Proteinen haften.
Die Transparenz und Festigkeit von Celluloseacetatmembranen waren zwei Eigenschaften, die in den 1930er Jahren zu ihrer Verwendung als Film führten. Diese Membranen neigen jedoch dazu, sich zu zersetzen, wenn sie Säuren oder extremer Hitze ausgesetzt werden, was zu einem unbrauchbaren Film führt. Aus diesem Grund ist Celluloseacetat keine übliche Folienkomponente mehr, sondern wird weiterhin in der Ultrafiltration eingesetzt.