ما الذي يستخدم السليلوز في التصنيع؟

كمركب بوليمر طبيعي ، يحتوي السليلوز على مجموعة واسعة من التطبيقات في التصنيع. وهي مشتقة بشكل أساسي من جدران الخلية من النباتات وهي واحدة من أكثر المركبات العضوية وفرة على الأرض. تم استخدام السليلوز على نطاق واسع في تصنيع الورق ، والمنسوجات ، والبلاستيك ، ومواد البناء ، والطب ، والأطعمة ، وغيرها من الصناعات بسبب بنيتها الجزيئية الفريدة ، والتحلل الصديقة للبيئة والخصائص الفيزيائية والكيميائية الممتازة.

1. صناعة الورق

صناعة صناعة الورق هي مجال التطبيق الرئيسي للسليلوز. يمكن تحويل ألياف النبات إلى اللب بعد المعالجة الميكانيكية أو الكيميائية. يوفر السليلوز القوة والمتانة كمكون رئيسي في هذه العملية. في عملية صناعة الورق ، يمكن التحكم في امتصاص الماء والنعومة وقوة الشد للورقة عن طريق إضافة إضافات كيميائية واستخدام مجموعات ألياف مختلفة. يؤكد ظهور الورق المعاد تدويره أيضًا على استدامة السليلوز وإعادة تدويرها ، مما يجعلها أكثر فائدة في المواد الصديقة للبيئة.

2. صناعة النسيج

تستخدم ألياف السليلوز (مثل القطن) على نطاق واسع في تصنيع الأقمشة باعتبارها المواد الخام الأساسية لصناعة النسيج. تحتوي ألياف القطن على أكثر من 90 ٪ من السليلوز ، مما يجعلها ناعمة ، رطبة ، تنفس وغيرها من الخصائص الممتازة ، مناسبة لتصنيع أنواع مختلفة من الملابس. في السنوات الأخيرة ، يمكن معالجة ألياف السليلوز كيميائيًا لتشكيل ألياف السليلوز التي تم تجديدها مثل ألياف اللزوجة والألياف المشروطة ، مما يزيد من تطبيق السليلوز في صناعة النسيج. هذه الألياف ليست ناعمة ومريحة فحسب ، بل لها أيضًا خصائص مضادة للبكتيريا وقابلة للتحلل.

3. البلاستيك الحيوي والمواد القابلة للتحلل البيولوجي

يمكن استخدام السليلوز لصنع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل في صناعة البلاستيك ، والتي تعد واحدة من الاتجاهات البحثية المهمة لحل مشكلة "التلوث الأبيض". من خلال معالجة السليلوز في خلات السليلوز أو الأثير السليلوز ، يمكن استخدامه لصنع أفلام بلاستيكية صديقة للبيئة وأدوات المائدة ، وما إلى ذلك النفايات البلاستيكية على البيئة البيئية.

4. مواد البناء

في صناعة البناء ، يستخدم السليلوز على نطاق واسع لصنع ألواح أسمنت من الألياف ولوحات الجبس المقواة بالألياف ومواد العزل الحرارية. يمكن أن يعزز الجمع بين ألياف السليلوز والمواد الأخرى مقاومة تأثيرها وقوة الشد وتحسين العزل الحراري وعزل الصوت. على سبيل المثال ، مادة العزل الحراري السليولوز هي مادة عزل حرارية صديقة للبيئة. عن طريق حقن مسحوق السليلوز أو جزيئات السليلوز في جدار المبنى ، يمكن أن يعزل ويقلل من الضوضاء بشكل فعال ، وخصائصه الطبيعية التي تجعل الحشرات تستخدم على نطاق أوسع في البناء.

5. صناعة الأغذية والصيدلانية

كما أن مشتقات السليلوز مثل الكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) والسلولوز الميثيل (MC) لها تطبيقات مهمة في الصناعات الغذائية والصيدلانية. يستخدم السليلوز الكربوكمي ميثيل على نطاق واسع باعتباره مثبطًا ومثبتًا ومستحلبًا في الغذاء ، بينما يستخدم السليلوز الميثيل غالبًا ما يتم استخدامه في الأجهزة اللوحية بسبب عدم التصاق الجيد والتوافق الحيوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا إضافة السليلوز إلى الطعام كألياف غذائية لمساعدة الناس على تحسين صحة الأمعاء.

6. صناعة مستحضرات التجميل

غالبًا ما يستخدم السليلوز ككثم مثبت ومثبت في مستحضرات التجميل. على سبيل المثال ، يمكن أن يزيد السليلوز الشائع للكربوكسي ميثيل والسليلوز المصغرة من البلورات الدقيقة من لزوجة وثبات مستحضرات التجميل وتجنب التقسيم الطبقي للمكونات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قابلية التحلل وعدم التسمم بالسليلوز تجعلها مناسبة للاستخدام في منتجات التطهير ومنتجات العناية بالبشرة والمكياج.

7. المواد الصديقة للبيئة ومرشحات المواد

نظرًا للهيكل المسامي والامتصاص الجيد للسليلوز ، يتم استخدامه بشكل متزايد في مواد المرشح. يتم استخدام أغشية السليلوز والألياف النانوية السليلوز في ترشيح الهواء ومعالجة المياه ومعالجة مياه الصرف الصناعية. لا يمكن لمواد مرشح السليلوز إزالة الجزيئات المعلقة فحسب ، بل أيضًا مواد امتصاص ضارة ، مع مزايا الكفاءة العالية وحماية البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أبحاث تطبيقات الألياف النانوية السليلوز تجعلها تتمتع بإمكانات كبيرة في صناعات الترشيح وحماية البيئة المستقبلية.

8. مجال الطاقة

كما جذبت الكتلة الحيوية السليلوز الكثير من الاهتمام في مجال الطاقة. يمكن أن ينتج السليلوز طاقة متجددة مثل الإيثانول والديزل الحيوي من خلال التحلل الحيوي والتخمير. بالمقارنة مع الطاقة البتروكيماوية ، فإن منتجات الاحتراق من طاقة الكتلة الحيوية صديقة للبيئة نسبيًا وتتماشى مع مفهوم التنمية المستدامة. تتحسن تكنولوجيا إنتاج الوقود الحيوي السليلوز تدريجياً ، مما يوفر إمكانيات جديدة للطاقة النظيفة في المستقبل.

9. تطبيق تقنية النانو

ألياف النانو السليلوز (CNF) هي تقدم مهم في أبحاث السليلوز في السنوات الأخيرة. نظرًا لقوتها العالية والكثافة المنخفضة والتوافق الحيوي الجيد ، فهي تستخدم على نطاق واسع في مواد مركبة مختلفة. يمكن أن تؤدي إضافة الألياف النانوية السليلوز إلى تحسين الخواص الميكانيكية للمواد المركبة بشكل كبير ، ومقارنة مع المواد النانوية الأخرى ، والألياف الننية السليولوز قابلة للتجديد وقابلة للتحلل ، لذلك لديها إمكانات كبيرة في الأجهزة الإلكترونية وأجهزة الاستشعار والزرع الطبية ومواد عالية الأداء.

10. الطباعة والتكنولوجيا الحبر

في الطباعة وحرف النافثة الحبر ، يتم استخدام مشتقات السليلوز لتحسين سيولة الأحبار وامتصاصها ، مما يجعل تأثير الطباعة أكثر اتساقًا. في أحبار طباعة نفايات الحبر ، يمكن للسليلوز أن يجعل الألوان أكثر امتلاءًا وواضحًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لشفافية وقوة السليلوز تحسين جودة الورق المطبوع وتقليل انتشار الحبر ، مما يجعل المنتجات المطبوعة ذات جودة أعلى.

كمواد بوليمر طبيعية قابلة للتجديد وقابلة للتحلل ، أصبح السليلوز أحد المواد المهمة في التصنيع الحديث. يوضح تطبيقه الواسع في مجالات مختلفة تنوعه وحماية البيئة ، ويعزز التحول الأخضر للعديد من الصناعات. في المستقبل ، مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا واختراق تقنية النانو السليلوز ، سيكون تطبيق السليلوز أكثر تنوعًا.