Като естествено полимерно съединение, целулозата има широк спектър от приложения в производството. Той се извлича главно от клетъчните стени на растенията и е едно от най-разпространените органични съединения на земята. Целулозата се използва широко в производството на хартия, текстил, пластмаси, строителни материали, медицина, хранително-вкусова промишленост и други индустрии поради своята уникална молекулярна структура, екологично чиста разградимост и отлични физични и химични свойства.
1. Хартиена промишленост
Промишлеността за производство на хартия е основната област на приложение на целулозата. Растителните влакна могат да се превърнат в целулоза след механична или химическа обработка. Целулозата осигурява здравина и издръжливост като основен компонент в този процес. В процеса на производство на хартия водопоглъщането, гладкостта и якостта на опън на хартията могат да се контролират чрез добавяне на химически добавки и използване на различни комбинации от влакна. Появата на рециклирана хартия допълнително подчертава устойчивостта и рециклируемостта на целулозата, което я прави по-изгодна в екологично чисти материали.
2. Текстилна индустрия
Целулозните влакна (като памук) се използват широко в производството на тъкани като основни суровини за текстилната промишленост. Памучните влакна съдържат повече от 90% целулоза, което ги прави меки, хигроскопични, дишащи и други отлични свойства, подходящи за изработката на различни видове облекла. През последните години целулозните влакна могат да бъдат химически обработени, за да се образуват регенерирани целулозни влакна като вискозни влакна и модални влакна, което допълнително разширява приложението на целулозата в текстилната промишленост. Тези влакна са не само меки и удобни, но и имат добри антибактериални и биоразградими свойства.
3. Биопластмаси и биоразградими материали
Целулозата може да се използва за производство на биоразградими пластмаси в пластмасовата промишленост, което е едно от важните изследователски направления за решаване на проблема с „бялото замърсяване“. Чрез преработката на целулозата в целулозен ацетат или целулозен етер, тя може да се използва за направата на екологично чисти пластмасови филми, прибори за хранене и др. Тези материали имат силна химическа стабилност и физични свойства и лесно се разграждат в естествената среда, намалявайки въздействието на пластмасовите отпадъци върху екологичната среда.
4. Строителни материали
В строителната индустрия целулозата се използва широко за направата на фиброциментови плочи, гипсови плоскости, подсилени с влакна, и топлоизолационни материали. Комбинирането на целулозни влакна с други материали може да подобри тяхната устойчивост на удар, якост на опън и да подобри топлоизолацията и звукоизолацията. Например целулозният топлоизолационен материал е екологично чист топлоизолационен материал. Чрез инжектиране на целулозен прах или целулозни частици в стената на сградата, той може ефективно да изолира и намали шума, а естествените му свойства срещу насекоми го правят по-широко използван в строителството.
5. Хранително-вкусова и фармацевтична промишленост
Целулозните производни като карбоксиметилцелулоза (CMC) и метилцелулоза (MC) също имат важни приложения в хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост. Карбоксиметилцелулозата се използва широко като сгъстител, стабилизатор и емулгатор в храните, докато метилцелулозата често се използва като дезинтегрант в таблетки поради добрата си адхезивност и биосъвместимост. В допълнение, целулозата може да се добавя към храната като диетични фибри, за да помогне на хората да подобрят здравето на червата.
6. Козметична индустрия
Целулозата често се използва като сгъстител и стабилизатор в козметиката. Например обикновената карбоксиметил целулоза и микрокристалната целулоза могат да увеличат вискозитета и стабилността на козметиката и да избегнат разслояването на съставките. В допълнение, разградимостта и нетоксичността на целулозата я правят подходяща за използване в почистващи продукти, продукти за грижа за кожата и грим.
7. Екологични материали и филтърни материали
Поради порестата структура и добрата адсорбция на целулозата, тя се използва все повече във филтърните материали. Целулозните мембрани и целулозните нановлакна се използват при филтриране на въздуха, пречистване на вода и пречистване на промишлени отпадъчни води. Целулозните филтърни материали могат не само да премахнат суспендираните частици, но и да адсорбират вредни вещества, с предимствата на висока ефективност и опазване на околната среда. В допълнение, изследването на приложението на целулозните нановлакна го кара да има голям потенциал в бъдещите индустрии за филтриране и опазване на околната среда.
8. Енергийно поле
Целулозната биомаса също привлече голямо внимание в областта на енергетиката. Целулозата може да произвежда възобновяема енергия като биоетанол и биодизел чрез биоразграждане и ферментация. В сравнение с нефтохимическата енергия, продуктите от изгарянето на енергията от биомаса са относително екологични и в съответствие с концепцията за устойчиво развитие. Технологията за производство на целулозно биогориво постепенно се подобрява, предоставяйки нови възможности за чиста енергия в бъдеще.
9. Приложение на нанотехнологиите
Целулозните нановлакна (CNF) са важен напредък в изследванията на целулозата през последните години. Поради тяхната висока якост, ниска плътност и добра биосъвместимост, те намират широко приложение в различни композитни материали. Добавянето на целулозни нановлакна може значително да подобри механичните свойства на композитните материали и в сравнение с други наноматериали, целулозните нановлакна са възобновяеми и биоразградими, така че имат голям потенциал в електронни устройства, сензори, медицински импланти и високоефективни материали.
10. Печатаща и мастиленоструйна технология
В печатната и мастилено-струйната технология целулозните производни се използват за подобряване на течливостта и адсорбцията на мастилата, което прави печатния ефект по-равномерен. В мастилата за мастиленоструен печат целулозата може да направи цветовете по-пълни и ясни. В допълнение, прозрачността и здравината на целулозата могат да подобрят качеството на отпечатаната хартия и да намалят дифузията на мастилото, като по този начин правят печатните продукти с по-високо качество.
Като възобновяем и разградим естествен полимерен материал, целулозата се превърна в един от важните материали в съвременното производство. Широкото му приложение в различни области показва разнообразието и опазването на околната среда и насърчава зелената трансформация на много индустрии. В бъдеще, с непрекъснатото развитие на науката и технологиите и пробива на целулозните нанотехнологии, приложението на целулозата ще бъде по-разнообразно.
Време на публикуване: 1 ноември 2024 г