از سلولز در تولید چه استفاده می شود؟

سلولز به عنوان یک ترکیب پلیمری طبیعی، کاربردهای وسیعی در تولید دارد. این عمدتا از دیواره های سلولی گیاهان به دست می آید و یکی از فراوان ترین ترکیبات آلی روی زمین است. سلولز به دلیل ساختار مولکولی منحصر به فرد، قابلیت تجزیه پذیری سازگار با محیط زیست و خواص فیزیکی و شیمیایی عالی، به طور گسترده در تولید کاغذ، نساجی، پلاستیک، مصالح ساختمانی، پزشکی، غذا و سایر صنایع مورد استفاده قرار گرفته است.

1. صنعت کاغذ سازی

صنعت کاغذسازی زمینه اصلی کاربرد سلولز است. الیاف گیاهی را می توان پس از عملیات مکانیکی یا شیمیایی به خمیر تبدیل کرد. سلولز به عنوان جزء اصلی در این فرآیند استحکام و دوام را فراهم می کند. در فرآیند کاغذسازی، جذب آب، صافی و استحکام کششی کاغذ را می توان با افزودن مواد افزودنی شیمیایی و استفاده از ترکیبات مختلف الیاف کنترل کرد. ظهور کاغذ بازیافتی بیشتر بر پایداری و قابلیت بازیافت سلولز تأکید می کند و آن را در مواد سازگار با محیط زیست سودمندتر می کند.

2. صنعت نساجی

الیاف سلولزی (مانند پنبه) به طور گسترده در ساخت پارچه ها به عنوان مواد اولیه اولیه صنعت نساجی استفاده می شود. الیاف پنبه حاوی بیش از 90 درصد سلولز است که باعث نرمی، رطوبت سنجی، تنفس و سایر خواص عالی، مناسب برای تولید انواع لباس می شود. در سال‌های اخیر، الیاف سلولز را می‌توان به صورت شیمیایی برای تشکیل الیاف سلولز بازسازی‌شده مانند الیاف ویسکوز و الیاف مدال، پردازش شیمیایی کرد که کاربرد سلولز در صنعت نساجی را بیشتر گسترش داد. این الیاف نه تنها نرم و راحت هستند، بلکه دارای خواص ضد باکتریایی و زیست تخریب پذیری خوبی نیز هستند.

3. پلاستیک های زیستی و مواد زیست تخریب پذیر

از سلولز می توان برای ساخت پلاستیک های زیست تخریب پذیر در صنعت پلاستیک استفاده کرد که یکی از مسیرهای تحقیقاتی مهم برای حل مشکل «آلودگی سفید» است. با پردازش سلولز به استات سلولز یا اتر سلولز، می توان از آن برای ساخت فیلم های پلاستیکی سازگار با محیط زیست، ظروف غذاخوری و غیره استفاده کرد. این مواد دارای پایداری شیمیایی و خواص فیزیکی قوی هستند و به راحتی در محیط طبیعی تجزیه می شوند و تاثیر آن را کاهش می دهند. زباله های پلاستیکی در محیط زیست محیطی

4. مصالح ساختمانی

در صنعت ساخت و ساز، سلولز به طور گسترده ای برای ساخت صفحات فیبر سمنت، صفحات گچی تقویت شده با الیاف و مواد عایق حرارتی استفاده می شود. ترکیب الیاف سلولز با مواد دیگر می تواند مقاومت در برابر ضربه، استحکام کششی آنها را افزایش دهد و عایق حرارتی و عایق صدا را بهبود بخشد. به عنوان مثال، مواد عایق حرارتی سلولزی یک ماده عایق حرارتی سازگار با محیط زیست است. با تزریق پودر سلولز یا ذرات سلولز به دیوار ساختمان، می تواند به طور موثری عایق کاری کند و صدا را کاهش دهد و خاصیت ضد حشرات طبیعی آن باعث می شود که در ساختمان سازی بیشتر مورد استفاده قرار گیرد.

5. صنایع غذایی و دارویی

مشتقات سلولزی مانند کربوکسی متیل سلولز (CMC) و متیل سلولز (MC) نیز کاربردهای مهمی در صنایع غذایی و دارویی دارند. کربوکسی متیل سلولز به طور گسترده ای به عنوان قوام دهنده، تثبیت کننده و امولسیفایر در مواد غذایی استفاده می شود، در حالی که متیل سلولز به دلیل چسبندگی خوب و زیست سازگاری اغلب به عنوان یک تجزیه کننده در قرص ها استفاده می شود. علاوه بر این، سلولز همچنین می تواند به عنوان فیبر رژیمی به غذا اضافه شود تا به افراد در بهبود سلامت روده کمک کند.

6. صنعت آرایشی و بهداشتی

سلولز اغلب به عنوان غلیظ کننده و تثبیت کننده در لوازم آرایشی استفاده می شود. به عنوان مثال، کربوکسی متیل سلولز معمولی و سلولز میکروکریستالی می توانند ویسکوزیته و پایداری لوازم آرایشی را افزایش داده و از لایه بندی مواد تشکیل دهنده جلوگیری کنند. علاوه بر این، تجزیه پذیری و غیر سمی بودن سلولز آن را برای استفاده در محصولات پاک کننده، محصولات مراقبت از پوست و آرایش مناسب می کند.

7. مواد سازگار با محیط زیست و مواد فیلتر

به دلیل ساختار متخلخل و جذب خوب سلولز، به طور فزاینده ای در مواد فیلتر استفاده می شود. غشاهای سلولزی و نانوالیاف سلولزی در تصفیه هوا، تصفیه آب و تصفیه فاضلاب صنعتی استفاده می شوند. مواد فیلتر سلولزی نه تنها می توانند ذرات معلق را حذف کنند، بلکه مواد مضر را نیز با مزایای بازده بالا و حفاظت از محیط زیست جذب می کنند. علاوه بر این، تحقیقات کاربردی نانوالیاف سلولزی باعث می شود که پتانسیل بالایی در صنایع تصفیه و حفاظت از محیط زیست آینده داشته باشد.

8. میدان انرژی

زیست توده سلولزی نیز در زمینه انرژی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. سلولز می تواند انرژی های تجدیدپذیر مانند بیواتانول و بیودیزل را از طریق تجزیه زیستی و تخمیر تولید کند. در مقایسه با انرژی پتروشیمی، محصولات احتراق انرژی زیست توده نسبتاً سازگار با محیط زیست و مطابق با مفهوم توسعه پایدار هستند. فناوری تولید سوخت زیستی سلولزی به تدریج در حال بهبود است و امکانات جدیدی برای انرژی پاک در آینده فراهم می کند.

9. کاربرد فناوری نانو

نانوالیاف سلولزی (CNF) یک پیشرفت مهم در تحقیقات سلولز در سال‌های اخیر است. به دلیل استحکام بالا، چگالی کم و زیست سازگاری خوب، به طور گسترده در مواد کامپوزیتی مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. افزودن نانوالیاف سلولزی می تواند خواص مکانیکی مواد کامپوزیتی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و در مقایسه با سایر نانومواد، نانوالیاف سلولزی تجدیدپذیر و زیست تخریب پذیر هستند، بنابراین پتانسیل بالایی در دستگاه های الکترونیکی، حسگرها، ایمپلنت های پزشکی و مواد با کارایی بالا دارند.

10. فن آوری چاپ و جوهر افشان

در فناوری چاپ و جوهر افشان، از مشتقات سلولز برای بهبود سیالیت و جذب جوهر استفاده می شود و اثر چاپ را یکنواخت تر می کند. در جوهرهای چاپ جوهر افشان، سلولز می تواند رنگ ها را کامل تر و شفاف تر کند. علاوه بر این، شفافیت و استحکام سلولز می تواند کیفیت کاغذ چاپ شده را بهبود بخشد و انتشار جوهر را کاهش دهد و در نتیجه محصولات چاپ شده را با کیفیت بالاتری تبدیل کند.

سلولز به عنوان یک ماده پلیمری طبیعی تجدیدپذیر و تجزیه پذیر، به یکی از مواد مهم در تولید مدرن تبدیل شده است. کاربرد گسترده آن در زمینه های مختلف، تنوع و حفاظت از محیط زیست آن را نشان می دهد و باعث تحول سبز بسیاری از صنایع می شود. در آینده با پیشرفت مداوم علم و فناوری و پیشرفت نانوتکنولوژی سلولزی، کاربرد سلولز تنوع بیشتری خواهد داشت.