Loodusliku polümeerühendina on tselluloosil tootmises lai valik. See tuleneb peamiselt taimede rakuseintest ja on üks rikkalikumaid orgaanilisi ühendeid Maa peal. Tselluloosi on laialdaselt kasutatud paberitootmises, tekstiilides, plastides, ehitusmaterjalides, meditsiinis, toidus ja muudes tööstusharudes tänu ainulaadse molekulaarstruktuuri, keskkonnasõbraliku lagunevuse ning suurepäraste füüsiliste ja keemiliste omaduste tõttu.
1. paberitööstus
Paberitööstus on tselluloosi peamine rakendusvaldkond. Taimekiude saab valmistada viljalihaks pärast mehaanilist või keemilist töötlemist. Tselluloos tagab selle protsessi põhikomponendina tugevuse ja vastupidavuse. Paberitootmisprotsessis saab paberi vee imendumist, siledust ja tõmbetugevust juhtida keemiliste lisandite lisamisega ja erinevate kiudude kombinatsioonide abil. Ringlussevõetud paberi tekkimine rõhutab veelgi tselluloosi jätkusuutlikkust ja ringlussevõetavust, muutes selle keskkonnasõbralikes materjalides soodsamaks.
2. tekstiilitööstus
Tselluloosi kiude (näiteks puuvilla) kasutatakse laialdaselt kangaste valmistamisel tekstiilitööstuse põhiliste toorainetena. Puuvillakiud sisaldavad enam kui 90% tselluloosi, mis muudab need pehmeks, hügroskoopiliseks, hingavaks ja muudeks suurepäraste omadusteks, mis sobib erinevat tüüpi rõivaste tootmiseks. Viimastel aastatel saab tselluloosi kiude keemiliselt töödelda, moodustades regenereerunud tselluloosi kiud, näiteks viskoosi kiud ja modaalkiud, laiendades veelgi tselluloosi kasutamist tekstiilitööstuses. Need kiud pole mitte ainult pehmed ja mugavad, vaid neil on ka head antibakteriaalsed ja biolagunevad omadused.
3. bioplastid ja biolagunevad materjalid
Tselluloosi saab kasutada biolagunevate plastide valmistamiseks plastitööstuses, mis on üks olulisi uurimissuundasid valge reostuse probleemi lahendamiseks. Tselluloosi töötlemisega tselluloosatsetaadi või tselluloosieteriks saab seda kasutada keskkonnasõbralike plastfilmide, lauanõude jms valmistamiseks. Nendel materjalidel on tugev keemiline stabiilsus ja füüsikalised omadused ning neid on looduskeskkonnas lihtne lagundada, vähendades Plastijäätmed ökoloogilises keskkonnas.
4. ehitusmaterjalid
Ehitustööstuses kasutatakse tselluloosi laialdaselt kiudainete tsemenditahvlite, kiudude tugevdatud kipsilaudade ja soojusiolatsioonimaterjalide valmistamiseks. Tselluloosi kiudude ühendamine teiste materjalidega võib parandada nende löögikindlust, tõmbetugevust ning parandada soojusisolatsiooni ja heli isolatsiooni. Näiteks on tselluloos soojustusmaterjal keskkonnasõbralik soojuisolatsioonimaterjal. Tselluloosipulbri või tselluloosi osakeste süstimisel hooneseina võib see tõhusalt soojustada ja vähendada müra ning selle looduslikud putukakindlad omadused muudavad selle ehituses laiemaks kasutamiseks.
5. toidu- ja farmaatsiatööstus
Tselluloosi derivaatidel nagu karboksümetüültselluloos (CMC) ja metüültselluloos (MC) on samuti olulised rakendused toidu- ja farmaatsiatööstuses. Karboksümetüültselluloosi kasutatakse toidus laialdaselt paksendajana, stabilisaatorina ja emulgaatorina, samas kui hea kleepuvuse ja biosobivuse tõttu kasutatakse metüült tselluloosi sageli tablettides lagundajana. Lisaks võib toidule lisada ka tselluloosi, mis aitab inimestel soole tervist parandada.
6. kosmeetikatööstus
Tselluloosi kasutatakse sageli kosmeetika paksendajana ja stabilisaatorina. Näiteks võib tavaline karboksümetüültselluloos ja mikrokristalliline tselluloos suurendada kosmeetika viskoossust ja stabiilsust ning vältida koostisosade kihistumist. Lisaks muudavad tselluloosi lagundatavuse ja mittetoksilisuse puhastusvahendite, nahahooldustoodete ja meigi kasutamiseks sobivaks.
7. Keskkonnasõbralikud materjalid ja filtrimaterjalid
Tselluloosi poorse struktuuri ja hea adsorptsiooni tõttu kasutatakse seda üha enam filtermaterjalides. Tselluloosmembraanid ja tselluloosi nanokiud kasutatakse õhu filtreerimise, veepuhastuse ja tööstusliku reovee töötlemisel. Tselluloosi filtermaterjalid ei saa mitte ainult suspendeeritud osakesi eemaldada, vaid ka adsorbeeruvad kahjulikud ained, mille eelised on kõrge tõhusus ja keskkonnakaitse. Lisaks muudavad tselluloosi nanokiudude rakendusuuringud selle tulevases filtreerimis- ja keskkonnakaitsetööstuses suure potentsiaali.
8. energiaväli
Tselluloosi biomass on energiaväljale palju tähelepanu pälvinud. Tselluloos võib biolagunemise ja kääritamise kaudu toota taastuvat energiat nagu bioetanool ja biodiislikel. Võrreldes naftakeemilise energiaga on biomassi energia põlemistooted suhteliselt keskkonnasõbralikud ja kooskõlas säästva arengu mõistega. Tselluloosi biokütuse tootmistehnoloogia paraneb järk -järgult, pakkudes tulevikus uusi puhta energia võimalusi.
9. nanotehnoloogia rakendamine
Tselluloosi nanokiud (CNF) on viimastel aastatel tselluloosi uuringutes oluline edu. Suure tugevuse, madala tiheduse ja hea biosobivuse tõttu kasutatakse neid laialdaselt erinevates komposiitmaterjalides. Tselluloosi nanokiudude lisamine võib märkimisväärselt parandada komposiitmaterjalide mehaanilisi omadusi ja võrreldes teiste nanomaterjalidega, on tselluloosi nanokiud taastuvad ja biolagunevad, nii et neil on suur potentsiaal elektroonilistes seadmetes, andurites, meditsiinilistes implantaatides ja kõrge jõudlusega materjalides.
10
Trükkimis- ja tindiprintsitehnoloogias kasutatakse tselluloosi derivaate tintide voolavuse ja adsorptsiooni parandamiseks, muutes trükiefekti ühtlasemaks. Tindiprindi tintides võib tselluloos muuta värvid täielikumaks ja selgemaks. Lisaks võivad tselluloosi läbipaistvus ja tugevus parandada trükitud paberi kvaliteeti ja vähendada tindi difusiooni, muutes seega trükitud tooted kõrgema kvaliteediga.
Taastuva ja laguneva loodusliku polümeermaterjanana on tselluloos muutunud tänapäevase tootmise olulistest materjalidest. Selle lai kasutamine erinevates valdkondades näitab selle mitmekesisust ja keskkonnakaitset ning edendab paljude tööstusharude rohelist ümberkujundamist. Tulevikus, teaduse ja tehnoloogia pideva arengu ning tselluloosi nanotehnoloogia läbimurrega, on tselluloosi rakendamine mitmekesisem.
Postiaeg: 01. november 20124