Ca un compus polimeric natural, celuloza are o gamă largă de aplicații în producție. Este derivat în principal din pereții celulari ai plantelor și este unul dintre cei mai abundenți compuși organici de pe pământ. Celuloza a fost utilizată pe scară largă în producția de hârtie, textile, materiale plastice, materiale de construcție, medicină, alimentație și alte industrii datorită structurii sale moleculare unice, degradabilității ecologice și proprietăților fizice și chimice excelente.
1. Industria hârtiei
Industria de fabricare a hârtiei este principalul domeniu de aplicare al celulozei. Fibrele vegetale pot fi transformate în pastă după tratament mecanic sau chimic. Celuloza oferă rezistență și durabilitate ca componentă principală a acestui proces. În procesul de fabricare a hârtiei, absorbția de apă, netezimea și rezistența la tracțiune a hârtiei pot fi controlate prin adăugarea de aditivi chimici și utilizarea diferitelor combinații de fibre. Apariția hârtiei reciclate subliniază și mai mult durabilitatea și reciclabilitatea celulozei, făcând-o mai avantajoasă în materialele ecologice.
2. Industria textilă
Fibrele celulozice (cum ar fi bumbacul) sunt utilizate pe scară largă la fabricarea țesăturilor ca materii prime de bază ale industriei textile. Fibrele de bumbac conțin mai mult de 90% celuloză, ceea ce le face moale, higroscopice, respirabile și alte proprietăți excelente, potrivite pentru fabricarea diferitelor tipuri de îmbrăcăminte. În ultimii ani, fibrele de celuloză pot fi tratate chimic pentru a forma fibre de celuloză regenerată, cum ar fi fibrele de viscoză și fibrele modale, extinzând și mai mult aplicarea celulozei în industria textilă. Aceste fibre nu sunt doar moi și confortabile, dar au și proprietăți bune antibacteriene și biodegradabile.
3. Bioplastice și materiale biodegradabile
Celuloza poate fi folosită pentru fabricarea materialelor plastice biodegradabile în industria materialelor plastice, care este una dintre direcțiile importante de cercetare pentru rezolvarea problemei „poluării albe”. Prin prelucrarea celulozei în acetat de celuloză sau eter de celuloză, aceasta poate fi folosită pentru a face folii de plastic ecologice, vesela, etc. Aceste materiale au o stabilitate chimică și proprietăți fizice puternice și sunt ușor de degradat în mediul natural, reducând impactul deșeuri de plastic asupra mediului ecologic.
4. Materiale de constructii
În industria construcțiilor, celuloza este utilizată pe scară largă pentru a face plăci de fibrociment, plăci de gips armat cu fibre și materiale termoizolante. Combinarea fibrelor de celuloză cu alte materiale le poate spori rezistența la impact, rezistența la tracțiune și îmbunătățirea izolației termice și fonice. De exemplu, materialul termoizolant celulozic este un material termoizolant ecologic. Prin injectarea de pulbere de celuloză sau particule de celuloză în peretele clădirii, poate izola eficient și reduce zgomotul, iar proprietățile sale naturale împotriva insectelor îl fac mai utilizat pe scară largă în construcții.
5. Industria alimentară și farmaceutică
Derivații de celuloză, cum ar fi carboximetil celuloza (CMC) și metil celuloza (MC), au, de asemenea, aplicații importante în industria alimentară și farmaceutică. Carboximetil celuloza este utilizată pe scară largă ca agent de îngroșare, stabilizator și emulgator în alimente, în timp ce metil celuloza este adesea folosită ca dezintegrant în tablete datorită adezivității sale bune și biocompatibilității. În plus, celuloza poate fi adăugată la alimente ca fibre alimentare pentru a ajuta oamenii să îmbunătățească sănătatea intestinală.
6. Industria cosmeticelor
Celuloza este adesea folosită ca agent de îngroșare și stabilizator în cosmetică. De exemplu, carboximetil celuloza comună și celuloza microcristalină pot crește vâscozitatea și stabilitatea produselor cosmetice și pot evita stratificarea ingredientelor. În plus, degradabilitatea și non-toxicitatea celulozei o fac potrivită pentru utilizarea în produse de curățare, produse de îngrijire a pielii și machiaj.
7. Materiale ecologice și materiale de filtrare
Datorită structurii poroase și adsorbției bune a celulozei, este din ce în ce mai folosită în materialele filtrante. Membranele de celuloză și nanofibrele de celuloză sunt utilizate în filtrarea aerului, tratarea apei și tratarea apelor uzate industriale. Materialele de filtrare din celuloză nu numai că pot elimina particulele în suspensie, ci și pot absorbi substanțele nocive, cu avantajele unei eficiențe ridicate și al protecției mediului. În plus, cercetarea aplicativă a nanofibrelor de celuloză face ca aceasta să aibă un mare potențial în viitoarele industrii de filtrare și de protecție a mediului.
8. Câmpul energetic
Biomasa celulozică a atras multă atenție și în domeniul energetic. Celuloza poate produce energie regenerabilă, cum ar fi bioetanolul și biodieselul, prin biodegradare și fermentare. În comparație cu energia petrochimică, produsele de ardere a energiei din biomasă sunt relativ prietenoase cu mediul și sunt în conformitate cu conceptul de dezvoltare durabilă. Tehnologia de producție a biocombustibilului celulozic se îmbunătățește treptat, oferind noi posibilități pentru energie curată în viitor.
9. Aplicarea nanotehnologiei
Nanofibrele de celuloză (CNF) reprezintă un progres important în cercetarea celulozei în ultimii ani. Datorită rezistenței lor ridicate, densității scăzute și biocompatibilității bune, sunt utilizate pe scară largă în diverse materiale compozite. Adăugarea de nanofibre de celuloză poate îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice ale materialelor compozite și, în comparație cu alte nanomateriale, nanofibrele de celuloză sunt regenerabile și biodegradabile, astfel încât au un potențial mare în dispozitive electronice, senzori, implanturi medicale și materiale de înaltă performanță.
10. Tehnologia de imprimare și inkjet
În tehnologia tipăririi și cu jet de cerneală, derivații de celuloză sunt utilizați pentru a îmbunătăți fluiditatea și adsorbția cernelurilor, făcând efectul de imprimare mai uniform. În cernelurile de imprimare cu jet de cerneală, celuloza poate face culorile mai pline și mai clare. În plus, transparența și rezistența celulozei pot îmbunătăți calitatea hârtiei tipărite și pot reduce difuzia cernelii, făcând astfel produsele imprimate de o calitate superioară.
Ca material polimeric natural regenerabil și degradabil, celuloza a devenit unul dintre materialele importante în producția modernă. Aplicarea sa largă în diferite domenii arată diversitatea și protecția mediului și promovează transformarea ecologică a multor industrii. În viitor, odată cu dezvoltarea continuă a științei și tehnologiei și descoperirea nanotehnologiei celulozei, aplicarea celulozei va fi mai diversificată.
Ora postării: 01-nov-2024