Als natuurlijke polymeerverbinding heeft cellulose een breed scala aan toepassingen in de productie. Het wordt voornamelijk gewonnen uit de celwanden van planten en is een van de meest voorkomende organische verbindingen op aarde. Cellulose wordt veel gebruikt in de papierproductie, textiel, kunststoffen, bouwmaterialen, medicijnen, voeding en andere industrieën vanwege de unieke moleculaire structuur, milieuvriendelijke afbreekbaarheid en uitstekende fysische en chemische eigenschappen.
1. Papierindustrie
De papierindustrie is het belangrijkste toepassingsgebied van cellulose. Plantenvezels kunnen na mechanische of chemische behandeling tot pulp worden verwerkt. Cellulose zorgt voor sterkte en duurzaamheid als belangrijkste component in dit proces. Bij het papierfabricageproces kunnen de wateropname, de gladheid en de treksterkte van het papier worden gecontroleerd door chemische additieven toe te voegen en verschillende vezelcombinaties te gebruiken. De opkomst van gerecycled papier benadrukt nog eens de duurzaamheid en recycleerbaarheid van cellulose, waardoor het voordeliger wordt in milieuvriendelijke materialen.
2. Textielindustrie
Cellulosevezels (zoals katoen) worden veel gebruikt bij de vervaardiging van stoffen als basisgrondstof voor de textielindustrie. Katoenvezels bevatten meer dan 90% cellulose, waardoor ze zacht, hygroscopisch, ademend en andere uitstekende eigenschappen hebben, geschikt voor de vervaardiging van verschillende soorten kleding. De laatste jaren kunnen cellulosevezels chemisch worden behandeld om geregenereerde cellulosevezels te vormen, zoals viscosevezels en modale vezels, waardoor de toepassing van cellulose in de textielindustrie verder wordt uitgebreid. Deze vezels zijn niet alleen zacht en comfortabel, maar hebben ook goede antibacteriële en biologisch afbreekbare eigenschappen.
3. Bioplastics en biologisch afbreekbare materialen
Cellulose kan worden gebruikt om biologisch afbreekbare kunststoffen te maken in de kunststofindustrie, wat een van de belangrijke onderzoeksrichtingen is om het probleem van de ‘witte vervuiling’ op te lossen. Door cellulose te verwerken tot celluloseacetaat of cellulose-ether kan het worden gebruikt om milieuvriendelijke plastic films, serviesgoed, enz. te maken. Deze materialen hebben een sterke chemische stabiliteit en fysische eigenschappen en zijn gemakkelijk afbreekbaar in de natuurlijke omgeving, waardoor de impact van schadelijke stoffen wordt verminderd. plastic afval op het ecologische milieu.
4. Bouwmaterialen
In de bouwsector wordt cellulose veel gebruikt voor de productie van vezelcementplaten, vezelversterkte gipsplaten en thermische isolatiematerialen. Het combineren van cellulosevezels met andere materialen kan hun slagvastheid en treksterkte verbeteren en de thermische isolatie en geluidsisolatie verbeteren. Thermisch isolatiemateriaal van cellulose is bijvoorbeeld een milieuvriendelijk thermisch isolatiemateriaal. Door cellulosepoeder of cellulosedeeltjes in de muur van het gebouw te injecteren, kan het effectief geluid isoleren en verminderen, en door zijn natuurlijke insectenwerende eigenschappen wordt het op grotere schaal gebruikt in de bouw.
5. Voedings- en farmaceutische industrie
Cellulosederivaten zoals carboxymethylcellulose (CMC) en methylcellulose (MC) hebben ook belangrijke toepassingen in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie. Carboxymethylcellulose wordt veel gebruikt als verdikkingsmiddel, stabilisator en emulgator in voedsel, terwijl methylcellulose vaak wordt gebruikt als desintegratiemiddel in tabletten vanwege de goede kleefkracht en biocompatibiliteit. Daarnaast kan cellulose ook als voedingsvezels aan voedsel worden toegevoegd om mensen te helpen de darmgezondheid te verbeteren.
6. Cosmetica-industrie
Cellulose wordt vaak gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator in cosmetica. Gemeenschappelijke carboxymethylcellulose en microkristallijne cellulose kunnen bijvoorbeeld de viscositeit en stabiliteit van cosmetica verhogen en gelaagdheid van ingrediënten voorkomen. Bovendien maakt de afbreekbaarheid en niet-toxiciteit van cellulose het geschikt voor gebruik in reinigingsproducten, huidverzorgingsproducten en make-up.
7. Milieuvriendelijke materialen en filtermaterialen
Door de poreuze structuur en goede adsorptie van cellulose wordt het steeds vaker gebruikt in filtermaterialen. Cellulosemembranen en nanovezels van cellulose worden gebruikt bij luchtfiltratie, waterbehandeling en industriële afvalwaterbehandeling. Cellulosefiltermaterialen kunnen niet alleen zwevende deeltjes verwijderen, maar ook schadelijke stoffen adsorberen, met de voordelen van hoge efficiëntie en milieubescherming. Bovendien zorgt het toepassingsonderzoek van cellulose-nanovezels ervoor dat het een groot potentieel heeft in de toekomstige filtratie- en milieubeschermingsindustrieën.
8. Energieveld
Cellulosebiomassa heeft ook op energiegebied veel aandacht getrokken. Cellulose kan door biologische afbraak en fermentatie hernieuwbare energie produceren, zoals bio-ethanol en biodiesel. Vergeleken met petrochemische energie zijn de verbrandingsproducten van biomassa-energie relatief milieuvriendelijk en in lijn met het concept van duurzame ontwikkeling. De productietechnologie van cellulosebiobrandstof verbetert geleidelijk, waardoor er in de toekomst nieuwe mogelijkheden ontstaan voor schone energie.
9. Toepassing van nanotechnologie
Cellulose nanovezels (CNF) zijn de afgelopen jaren een belangrijke vooruitgang in het celluloseonderzoek. Vanwege hun hoge sterkte, lage dichtheid en goede biocompatibiliteit worden ze veel gebruikt in verschillende composietmaterialen. De toevoeging van nanovezels van cellulose kan de mechanische eigenschappen van composietmaterialen aanzienlijk verbeteren. Vergeleken met andere nanomaterialen zijn nanovezels van cellulose hernieuwbaar en biologisch afbreekbaar, waardoor ze een groot potentieel hebben in elektronische apparaten, sensoren, medische implantaten en hoogwaardige materialen.
10. Print- en inkjettechnologie
In de print- en inkjettechnologie worden cellulosederivaten gebruikt om de vloeibaarheid en adsorptie van inkten te verbeteren, waardoor het printeffect uniformer wordt. In inkjetdrukinkten kan cellulose de kleuren voller en helderder maken. Bovendien kunnen de transparantie en sterkte van cellulose de kwaliteit van bedrukt papier verbeteren en de inktdiffusie verminderen, waardoor de gedrukte producten van hogere kwaliteit worden.
Als hernieuwbaar en afbreekbaar natuurlijk polymeermateriaal is cellulose een van de belangrijke materialen in de moderne productie geworden. De brede toepassing ervan op verschillende gebieden toont de diversiteit en bescherming van het milieu, en bevordert de groene transformatie van veel industrieën. In de toekomst, met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie en de doorbraak van cellulose-nanotechnologie, zal de toepassing van cellulose meer gediversifieerd zijn.
Posttijd: 01-nov-2024