Celluloseacetat-Membranen sind Filmschichten aus einem Ester, bestehend aus der Pflanzenfaser Cellulose und einer unterschiedlichen Anzahl von Acetylgruppen. Solche Membranen lassen Wasser durch, während Salze daran gehindert werden, sie zu durchdringen, weshalb sie bei Kaltsterilisations- und Ultrafiltrationsverfahren verwendet werden. Cellulose ist eine Kette verbundener Glucosemoleküle, und Acetylgruppen sind kleine Strukturen aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffmolekülen. Diese Membranen werden als asymmetrisch bezeichnet, weil sie an ihrer Oberfläche eine dichte Haut mit einer poröseren Schicht darunter haben. Sowohl die Haut als auch die Unterlage 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 entweder an zwei oder drei Acetylgruppen aus einer Quelle wie Essigsäure gebunden ist. Diese Membranen können nur an Cellulose gebundene Diacetyl- oder Triacetylgruppen aufweisen, oder sie können eine Mischung aus beiden aufweisen. Nachdem Cellulose und Essigsäure zusammen mit einem Katalysator wie Schwefelsäure kombiniert wurden, wird der resultierende Film dann in ein Wasserbad gegeben, das überschüssige Essigsäure wegwäscht und die asymmetrischen Schichten in der Membran erzeugt. Obwohl Celluloseacetat-Membranen kostengünstig herzustellen sind und chloriertes Wasser leicht filtern können, sind sie im Gegensatz zu anderen Membrantypen in ihrer Fähigkeit, extremen Potenzwasserstoff (pH)-Werten zu widerstehen, begrenzt.
Zelluloseacetatmembranen filtern nicht nur effektiv Salze, sondern binden organische Moleküle nicht so leicht und sind ziemlich stark, sodass sie eine ausgezeichnete Wahl zum Filtern organischer Verbindungen wie Proteine und Enzyme in einer Laborumgebung sind. Die Stärke dieser Membranen macht sie nützlich, um Proteine zur Rückgewinnung während Experimenten oder Prozessen zu halten, bei denen diese Substrate zurückgewonnen werden müssen, weshalb sie als Lebensmittelanalyseprodukte und Umweltüberwachungsprodukte verwendet werden. Die Eigenschaften von Celluloseacetat-Membranen können jedoch bei bildgebenden Labortechniken einschränkend sein, da die poröse Unterseite des Celluloseacetats dazu neigt, Flüssigkeiten zu absorbieren und transparent wird. Daher kann es schwierig sein zu bestimmen, wie gut diese Membranen an anderen Oberflächen oder an Substraten wie Proteinen haften.
Transparenz und Festigkeit von Celluloseacetat-Membranen sind zwei Eigenschaften, die in den 1930er Jahren zu ihrer Verwendung als Folie 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 kein üblicher Folienbestandteil mehr, wird aber weiterhin in der Ultrafiltration eingesetzt.