Solvents Applied in the Field of Cellulose Chemistry - A Mini Review

Disolventes aplicados en el campo de la química de la celulosa - Una pequeña revisión

Se describen importantes disolventes de celulosa basándose en la sistematización de disolventes derivatizantes y no derivatizantes. Se discutirán los avances y limitaciones de la química de fase homogénea del biopolímero en base a nuevos resultados considerando adecuadamente el propio trabajo de investigación en el campo.

INTRODUCCIÓN

La disolución eficaz de la celulosa es un objetivo en la investigación y el desarrollo de la celulosa. La celulosa disuelta es un requisito previo indispensable para:

- Caracterización (por ejemplo, peso molecular)

- Conformación (por ejemplo, hilado de fibras de celulosa)

- Química de fase homogénea del polímero y de gran importancia comercial.

Desde el punto de vista comercial, el proceso de la viscosa, es decir, el xantogenato de celulosa, que se prepara tratando la celulosa con CS2 y NaOH, es, con diferencia, la vía más importante para obtener soluciones de celulosa. El proceso de la viscosa, inventado por Cross y sus colaboradores en 1892, se practica hoy en día con una producción anual de unos 3 millones de toneladas en todo el mundo[1].

Además, las soluciones acuosas de complejos metálicos como la cuproetilendiamina o hidróxido de cupramonio (Cuam) son disolventes celulósicos conocidos desde hace bastante tiempo[2]. El proceso Cuam utiliza la solubilidad de la celulosa en hidróxido cúprico o en una mezcla de una sal básica de cobre y amoníaco concentrado. El centrifugado en agua regenera la celulosa y, además, se aplica un baño ácido para la regeneración. El proceso Cuam sigue siendo importante para la producción de filamentos, fibras cortadas y membranas, a pesar de que en los últimos años se ha reducido considerablemente la producción[3-5]. Además, disolventes de este tipo se aplican para la determinación de peso molecular de la celulosa por viscometría.

Sistematización de los disolventes de celulosa

En los últimos años se han hecho varias propuestas para sistematizar los disolventes de celulosa conocidos actualmente. En este documento, se presenta la clasificación según las dos categorías de disolventes no derivatizantes y derivatizantes (Figura 1). El término «no derivatizante» denota sistemas que disuelven el polímero sólo por interacciones intermoleculares. Los disolventes acuosos de complejos de metales de transición se incluyen convencionalmente en esta categoría a pesar de una interacción a menudo muy fuerte, ya que no se producen interacciones covalentes.

El grupo de disolventes «derivatizantes» comprende todos los sistemas en los que la disolución se produce en combinación con la formación de derivados «inestables» éter, éster o acetal.