Wat zijn celluloseacetaatmembranen?
Celluloseacetaatmembranen zijn filmlagen van een ester, samengesteld uit de plantaardige vezelcellulose en een variërend aantal acetylgroepen. Dergelijke membranen laten water door, terwijl ze voorkomen dat zouten er doorheen dringen, dus ze worden gebruikt in koude sterilisatie- en ultrafiltratieprocedures. Cellulose is een keten van gekoppelde glucosemoleculen en acetylgroepen zijn kleine structuren van koolstof-, waterstof- en zuurstofmoleculen. Deze membranen worden beschreven als asymmetrisch, omdat ze een dichte huid op hun oppervlak hebben met een meer poreuze laag eronder. Zowel de huid als de drager zijn samengesteld uit chemisch identiek celluloseacetaat, hoewel hun uiterlijke structuur en uiterlijk anders zijn.
In het algemeen bestaan celluloseacetaatmembranen uit een polymeer van vezelige cellulose, waarbij elk cellulosemolecuul gebonden is aan twee of drie acetylgroepen uit een bron zoals azijnzuur. Deze membranen hebben mogelijk alleen diacetyl- of triacetylgroepen gebonden aan cellulose, of ze kunnen een mengsel van de twee hebben. Nadat cellulose en azijnzuur zijn gecombineerd, samen met een katalysator zoals zwavelzuur, wordt de resulterende film vervolgens in een waterbad geplaatst, dat overtollig azijnzuur wegwast en de asymmetrische lagen in het membraan creëert. Hoewel celluloseacetaatmembranen goedkoop zijn om te produceren en gemakkelijk gechloreerd water kunnen filteren, in tegenstelling tot andere soorten membranen, zijn ze beperkt in hun vermogen om extreme potenz waterstof (pH) niveaus te weerstaan.
Naast het effectief filteren van zouten, binden celluloseacetaatmembranen niet gemakkelijk aan organische moleculen en zijn ze behoorlijk sterk, dus ze zijn een uitstekende keuze voor het filteren van organische verbindingen zoals eiwitten en enzymen in een laboratoriumomgeving. De sterkte van deze membranen maakt ze bruikbaar voor het vasthouden van eiwitten voor herstel tijdens experimenten of processen waarbij deze substraten moeten worden teruggewonnen, daarom worden ze gebruikt als producten voor voedselanalyse en producten voor milieumonitoring. De eigenschappen van celluloseacetaatmembranen kunnen echter beperkt zijn in laboratoriumtechnieken die beeldvorming vereisen, omdat de poreuze onderkant van het celluloseacetaat de neiging heeft vloeistoffen te absorberen en transparant wordt. Dit betekent dat het moeilijk kan zijn om te bepalen hoe goed deze membranen zich hechten aan andere oppervlakken of aan substraten zoals eiwitten.
De transparantie en sterkte van celluloseacetaatmembranen zijn twee kwaliteiten die hebben geleid tot hun gebruik als een film in de jaren 1930. Deze membranen hebben echter de neiging af te breken wanneer ze worden blootgesteld aan zuren of extreme hitte, wat leidt tot onbruikbare film. Om deze reden is celluloseacetaat niet langer een gebruikelijke filmcomponent, maar wordt het nog steeds gebruikt in ultrafiltratie.