Loodusliku polümeerühendina on tselluloosil tootmises lai kasutusala. Seda saadakse peamiselt taimede rakuseintest ja see on üks levinumaid orgaanilisi ühendeid maa peal. Tselluloosi on oma ainulaadse molekulaarstruktuuri, keskkonnasõbraliku lagunevuse ning suurepäraste füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu laialdaselt kasutatud paberitootmises, tekstiili-, plasti-, ehitusmaterjali-, meditsiini-, toiduainetööstuses ja muudes tööstusharudes.
1. Paberitööstus
Paberitööstus on tselluloosi peamine kasutusvaldkond. Taimsetest kiududest saab tselluloosi valmistada pärast mehaanilist või keemilist töötlemist. Tselluloos tagab selle protsessi põhikomponendina tugevuse ja vastupidavuse. Paberi valmistamise protsessis saab paberi veeimavus, siledus ja tõmbetugevus kontrollida keemiliste lisandite lisamise ja erinevate kiukombinatsioonide kasutamisega. Taaskasutatud paberi ilmumine rõhutab veelgi tselluloosi jätkusuutlikkust ja taaskasutatavust, muutes selle keskkonnasõbralike materjalide puhul soodsamaks.
2. Tekstiilitööstus
Tsellulooskiude (näiteks puuvill) kasutatakse laialdaselt kangaste valmistamisel tekstiilitööstuse põhitoorainena. Puuvillakiud sisaldavad üle 90% tselluloosi, mis muudab need pehmeks, hügroskoopseks, hingavaks ja muude suurepäraste omadustega, sobides erinevat tüüpi rõivaste valmistamiseks. Viimastel aastatel on tselluloosikiude võimalik keemiliselt töödelda, moodustades regenereeritud tsellulooskiude, nagu viskooskiud ja modaalkiud, mis laiendab veelgi tselluloosi kasutamist tekstiilitööstuses. Need kiud pole mitte ainult pehmed ja mugavad, vaid neil on ka head antibakteriaalsed ja biolagunevad omadused.
3. Bioplast ja biolagunevad materjalid
Tselluloosist saab plastitööstuses valmistada biolagunevaid plastmassi, mis on üks olulisi uurimissuundi “valge saaste” probleemi lahendamisel. Töötledes tselluloosi tselluloosatsetaadiks või tsellulooseetriks, saab sellest valmistada keskkonnasõbralikke plastkilesid, lauanõusid jne. Nendel materjalidel on tugev keemiline stabiilsus ja füüsikalised omadused ning need lagunevad looduskeskkonnas kergesti, vähendades plastijäätmed ökoloogilisele keskkonnale.
4. Ehitusmaterjalid
Ehitustööstuses kasutatakse tselluloosi laialdaselt kiudtsementplaatide, kiudtugevdatud kipsplaatide ja soojusisolatsioonimaterjalide valmistamiseks. Tsellulooskiudude kombineerimine teiste materjalidega võib suurendada nende löögikindlust, tõmbetugevust ning soojus- ja heliisolatsiooni. Näiteks tselluloosist soojusisolatsioonimaterjal on keskkonnasõbralik soojusisolatsioonimaterjal. Tselluloosipulbrit või tselluloosiosakesi hoone seina süstides suudab see tõhusalt isoleerida ja vähendada müra ning selle loomulikud putukakindlad omadused muudavad selle ehituses laialdasema kasutuse.
5. Toiduaine- ja ravimitööstus
Tselluloosi derivaatidel nagu karboksümetüültselluloos (CMC) ja metüültselluloos (MC) on samuti oluline rakendus toiduaine- ja farmaatsiatööstuses. Karboksümetüültselluloosi kasutatakse laialdaselt toiduainetes paksendajana, stabilisaatorina ja emulgaatorina, metüültselluloosi aga hea nakkuvuse ja biosobivuse tõttu sageli tablettides lagundajana. Lisaks võib tselluloosi lisada toidule ka kiudainetena, et aidata inimestel parandada soolestiku tervist.
6. Kosmeetikatööstus
Tselluloosi kasutatakse sageli kosmeetikas paksendaja ja stabilisaatorina. Näiteks võib tavaline karboksümetüültselluloos ja mikrokristalne tselluloos suurendada kosmeetikatoodete viskoossust ja stabiilsust ning vältida koostisainete kihistumist. Lisaks muudab tselluloosi lagunevus ja mittetoksilisus selle sobivaks kasutamiseks puhastustoodetes, nahahooldustoodetes ja meigis.
7. Keskkonnasõbralikud materjalid ja filtrimaterjalid
Tselluloosi poorse struktuuri ja hea adsorptsiooni tõttu kasutatakse seda üha enam filtrimaterjalides. Tselluloosmembraane ja tselluloosi nanokiude kasutatakse õhufiltreerimisel, veepuhastusel ja tööstusliku reovee puhastamisel. Tselluloosi filtrimaterjalid ei saa mitte ainult eemaldada hõljuvaid osakesi, vaid ka adsorbeerida kahjulikke aineid, millel on kõrge efektiivsuse ja keskkonnakaitse eelised. Lisaks annab tselluloos-nanokiudude rakendusuuringud selle suure potentsiaali tulevases filtreerimis- ja keskkonnakaitsetööstuses.
8. Energiaväli
Tselluloosi biomass on pälvinud palju tähelepanu ka energiavaldkonnas. Tselluloos võib biolagundamise ja kääritamise teel toota taastuvenergiat, nagu bioetanool ja biodiislikütus. Võrreldes naftakeemia energiaga on biomassi energia põlemissaadused suhteliselt keskkonnasõbralikud ja kooskõlas säästva arengu kontseptsiooniga. Tselluloosi biokütuse tootmistehnoloogia paraneb järk-järgult, pakkudes tulevikus uusi võimalusi puhtaks energiaks.
9. Nanotehnoloogia rakendamine
Tselluloosi nanokiud (CNF) on viimastel aastatel tselluloosiuuringutes oluliseks edusammuks. Tänu suurele tugevusele, madalale tihedusele ja heale biosobivusele kasutatakse neid laialdaselt erinevates komposiitmaterjalides. Tselluloosi nanokiudude lisamine võib oluliselt parandada komposiitmaterjalide mehaanilisi omadusi ning võrreldes teiste nanomaterjalidega on tselluloosi nanokiud taastuvad ja biolagunevad, seega on neil suur potentsiaal elektroonikaseadmetes, sensorites, meditsiinilistes implantaatides ja suure jõudlusega materjalides.
10. Trükkimine ja tindiprinteri tehnoloogia
Trüki- ja tindiprinteritehnoloogias kasutatakse tselluloosi derivaate, et parandada trükivärvide voolavust ja adsorptsiooni, muutes trükiefekti ühtlasemaks. Tindiprinteri trükivärvides võib tselluloos muuta värvid täidlasemaks ja selgemaks. Lisaks võib tselluloosi läbipaistvus ja tugevus parandada trükitud paberi kvaliteeti ja vähendada tindi difusiooni, muutes seeläbi trükitud tooted kvaliteetsemaks.
Taastuva ja laguneva loodusliku polümeermaterjalina on tselluloosist saanud üks olulisemaid materjale tänapäevases tootmises. Selle laialdane kasutamine erinevates valdkondades näitab selle mitmekesisust ja keskkonnakaitset ning soodustab paljude tööstusharude rohelist ümberkujundamist. Tulevikus koos teaduse ja tehnoloogia pideva arenguga ning tselluloosi nanotehnoloogia läbimurdega muutub tselluloosi kasutamine mitmekesisemaks.
Postitusaeg: nov-01-2024