Jako naturalny związek polimerowy celuloza ma szeroki zakres zastosowań w produkcji. Pochodzi głównie ze ścian komórkowych roślin i jest jednym z najliczniejszych związków organicznych na Ziemi. Celluloza jest szeroko stosowana w produkcji papieru, tekstyliów, tworzywa sztucznego, materiałów budowlanych, medycyny, żywności i innych branż ze względu na unikalną strukturę molekularną, przyjazną dla środowiska degradowalność oraz doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne.
1. Przemysł papieru
Przemysł papierowy jest głównym polem zastosowania celulozy. Włókna roślinne można wykonać w miazgę po obróbce mechanicznej lub chemicznej. Celuloza zapewnia wytrzymałość i trwałość jako główny składnik w tym procesie. W procesie wdychania papieru wchłanianie wody, gładkość i wytrzymałość na rozciąganie papieru można kontrolować, dodając dodatki chemiczne i stosując różne kombinacje włókien. Pojawienie się artykułu z recyklingu dodatkowo podkreśla zrównoważony rozwój i recykling celulozy, co czyni go bardziej korzystnym w materiałach przyjaznych dla środowiska.
2. Przemysł tekstylny
Włókna celulozy (takie jak bawełna) są szeroko stosowane w produkcji tkanin jako podstawowych surowców przemysłu tekstylnego. Włókna bawełniane zawierają ponad 90% celulozy, co czyni je miękkimi, higroskopijnymi, oddychającymi i innymi doskonałymi właściwościami, odpowiednimi do produkcji różnych rodzajów odzieży. W ostatnich latach włókna celulozowe można poddać chemicznie w celu utworzenia regenerowanych włókien celulozowych, takich jak włókna lepkie i włókna modalne, dodatkowo rozszerzając zastosowanie celulozy w przemyśle tekstylnym. Te włókna są nie tylko miękkie i wygodne, ale mają również dobre właściwości przeciwbakteryjne i biodegradowalne.
3. Materiały bioplastyczne i biodegradowalne
Celuloza może być stosowana do tworzenia biodegradowalnych tworzyw sztucznych w branży tworzyw sztucznych, co jest jednym z ważnych kierunków badań rozwiązania problemu „zanieczyszczenia białego”. Przetwarzając celulozę w eter octanu celulozy lub celulozy, można go wykorzystać do produkcji ekologicznych folii z tworzyw sztucznych, zastawy stołowej itp. Materiały te mają silną stabilność chemiczną i właściwości fizyczne i są łatwe do degradacji w środowisku naturalnym, zmniejszając wpływ odpadów plastikowych na środowisko ekologiczne.
4. Materiały budowlane
W branży budowlanej celuloza jest szeroko stosowana do wytwarzania płyt cementowych, tablicy gipsowych wzmocnionych włóknem i materiałów izolacyjnych termicznych. Łączenie włókien celulozowych z innymi materiałami może zwiększyć ich odporność na uderzenie, wytrzymałość na rozciąganie oraz poprawić izolację termiczną i izolację dźwiękową. Na przykład materiał izolacji termicznej celulozy jest przyjaznym dla środowiska materiału izolacyjnego. Wstrzyknięcie proszku celulozy lub cząstek celulozy do ściany budynku może skutecznie izolują i zmniejszają hałas, a jego naturalne właściwości odporne na owady sprawiają, że jest szeroko stosowany w budownictwie.
5. Przemysł żywności i farmaceutyczny
Pochodne celulozy, takie jak karboksymetyloceluloza (CMC) i metyloceluloza (MC), mają również ważne zastosowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Karboksymetyloceluloza jest szeroko stosowana jako zagęszczacz, stabilizator i emulgator w żywności, podczas gdy metyloceluloza jest często stosowana jako dezintegrant w tabletkach ze względu na dobrą przyczepność i biokompatybilność. Ponadto do żywności można również dodać celulozę jako błonnik pokarmowy, aby pomóc osobom poprawić zdrowie jelit.
6. Przemysł kosmetyczny
Celuloza jest często stosowana jako zagęszczacz i stabilizator w kosmetykach. Na przykład wspólne karboksymetyloceluloza i celuloza mikrokrystaliczna mogą zwiększyć lepkość i stabilność kosmetyków oraz uniknąć stratyfikacji składników. Ponadto degradowalność i nietoksyczność celulozy sprawiają, że jest odpowiednia do stosowania w produktach do czyszczenia, produktach do pielęgnacji skóry i makijażu.
7. Materiały przyjazne dla środowiska i materiały filtracyjne
Ze względu na porowatą strukturę i dobrą adsorpcję celulozy jest coraz częściej stosowana w materiałach filtracyjnych. Membrany celulozowe i nanowłóknniki celulozy są stosowane w filtracji powietrza, oczyszczaniu wody i oczyszczaniu ścieków przemysłowych. Materiały filtracyjne celulozy mogą nie tylko usuwać zawieszone cząstki, ale także adsorbowane szkodliwe substancje, z zaletami wysokiej wydajności i ochrony środowiska. Ponadto badania zastosowania nanowłókien celulozowych sprawiają, że mają ogromny potencjał w przyszłych branżach filtracji i ochrony środowiska.
8. Pole energetyczne
Biomasa celulozy również przyciągnęła wiele uwagi w polu energii. Celuloza może wytwarzać energię odnawialną, taką jak bioetanol i biodiesel poprzez biodegradację i fermentację. W porównaniu z energią petrochemiczną produkty spalania energii biomasy są stosunkowo przyjazne dla środowiska i zgodnie z koncepcją zrównoważonego rozwoju. Technologia produkcyjna biopaliwa celulozowego stopniowo się poprawia, zapewniając nowe możliwości czystej energii w przyszłości.
9. Zastosowanie nanotechnologii
Nanowłóknniki celulozy (CNF) są ważnym postępem w badaniach celulozy w ostatnich latach. Ze względu na ich wysoką wytrzymałość, niską gęstość i dobrą biokompatybilność, są one szeroko stosowane w różnych materiałach kompozytowych. Dodanie nanowłókien celulozowych może znacznie poprawić właściwości mechaniczne materiałów kompozytowych i w porównaniu z innymi nanomateriałami, nanowłókien celulozy są odnawialne i biodegradowalne, więc mają duży potencjał w urządzeniach elektronicznych, czujnikach, implantach medycznych i materiałach o wysokiej wydajności.
10. Technologia drukowania i atrament
W technologii drukowania i atramentowej pochodne celulozy są stosowane w celu poprawy płynności i adsorpcji atramentów, dzięki czemu efekt drukowania jest bardziej jednolity. W atramentach drukowania atramentowego celuloza może sprawić, że kolory są bardziej pełne i czyste. Ponadto przezroczystość i wytrzymałość celulozy mogą poprawić jakość papieru drukowanego i zmniejszyć dyfuzję atramentu, dzięki czemu wydrukowane produkty o wyższej jakości.
Jako odnawialny i degradowalny naturalny materiał polimerowy celuloza stała się jednym z ważnych materiałów we współczesnej produkcji. Jego szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach pokazuje jego różnorodność i ochronę środowiska oraz promuje zieloną transformację wielu branż. W przyszłości, wraz z ciągłym rozwojem nauki i technologii oraz przełomem nanotechnologii celulozy, zastosowanie celulozy będzie bardziej zróżnicowane.
Czas po: 01-2024