Целлюлоза, как природное полимерное соединение, имеет широкий спектр применения в производстве. Он в основном образуется из клеточных стенок растений и является одним из самых распространенных органических соединений на Земле. Целлюлоза широко используется в производстве бумаги, текстиля, пластмасс, строительных материалов, медицины, пищевой и других отраслях промышленности благодаря своей уникальной молекулярной структуре, экологически чистой разлагаемости и превосходным физическим и химическим свойствам.
1. Бумажная промышленность
Бумажная промышленность является основной областью применения целлюлозы. Растительные волокна можно превращать в целлюлозу после механической или химической обработки. Целлюлоза обеспечивает прочность и долговечность в качестве основного компонента в этом процессе. В процессе производства бумаги водопоглощение, гладкость и прочность бумаги на разрыв можно контролировать путем добавления химических добавок и использования различных комбинаций волокон. Появление переработанной бумаги еще больше подчеркивает устойчивость и возможность вторичной переработки целлюлозы, что делает ее более выгодной в качестве экологически чистого материала.
2. Текстильная промышленность
Целлюлозные волокна (например, хлопок) широко используются при производстве тканей как основное сырье текстильной промышленности. Хлопковые волокна содержат более 90% целлюлозы, что придает им мягкость, гигроскопичность, воздухопроницаемость и другие превосходные свойства, пригодные для изготовления различных видов одежды. В последние годы целлюлозные волокна можно подвергать химической обработке с образованием регенерированных целлюлозных волокон, таких как вискозные волокна и модальные волокна, что еще больше расширяет применение целлюлозы в текстильной промышленности. Эти волокна не только мягкие и удобные, но также обладают хорошими антибактериальными и биоразлагаемыми свойствами.
3. Биопластики и биоразлагаемые материалы.
Целлюлозу можно использовать для изготовления биоразлагаемых пластиков в индустрии пластмасс, что является одним из важных направлений исследований для решения проблемы «белого загрязнения». Перерабатывая целлюлозу в ацетат целлюлозы или эфир целлюлозы, ее можно использовать для изготовления экологически чистых пластиковых пленок, посуды и т. д. Эти материалы обладают высокой химической стабильностью и физическими свойствами и легко разлагаются в естественной среде, что снижает воздействие пластиковые отходы на экологическую среду.
4. Строительные материалы
В строительной отрасли целлюлоза широко используется для изготовления фиброцементных плит, фиброгипсовых плит и теплоизоляционных материалов. Сочетание целлюлозных волокон с другими материалами может повысить их ударопрочность, прочность на разрыв, а также улучшить тепло- и звукоизоляцию. Например, целлюлозный теплоизоляционный материал является экологически чистым теплоизоляционным материалом. Впрыскивая целлюлозный порошок или частицы целлюлозы в стену здания, он может эффективно изолировать и снижать шум, а его естественные свойства защиты от насекомых делают его более широко используемым в строительстве.
5. Пищевая и фармацевтическая промышленность.
Производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и метилцеллюлоза (МЦ), также находят важное применение в пищевой и фармацевтической промышленности. Карбоксиметилцеллюлоза широко используется в качестве загустителя, стабилизатора и эмульгатора в пищевых продуктах, а метилцеллюлоза часто используется в качестве разрыхлителя таблеток из-за ее хорошей клейкости и биосовместимости. Кроме того, целлюлозу можно добавлять в пищу в качестве пищевых волокон, чтобы помочь людям улучшить здоровье кишечника.
6. Косметическая промышленность
Целлюлоза часто используется в качестве загустителя и стабилизатора в косметике. Например, обычная карбоксиметилцеллюлоза и микрокристаллическая целлюлоза могут повысить вязкость и стабильность косметики и избежать расслоения ингредиентов. Кроме того, разлагаемость и нетоксичность целлюлозы делают ее подходящей для использования в очищающих средствах, средствах по уходу за кожей и косметике.
7. Экологически чистые материалы и фильтрующие материалы.
Благодаря пористой структуре и хорошей адсорбции целлюлозы ее все чаще используют в фильтрующих материалах. Целлюлозные мембраны и целлюлозные нановолокна используются в фильтрации воздуха, водоподготовке и очистке промышленных сточных вод. Целлюлозные фильтрующие материалы могут не только удалять взвешенные частицы, но и адсорбировать вредные вещества, обладая преимуществами высокой эффективности и защиты окружающей среды. Кроме того, исследования по применению целлюлозных нановолокон открывают для них большой потенциал в будущих отраслях фильтрации и защиты окружающей среды.
8. Энергетическое поле
Целлюлозная биомасса также привлекла большое внимание в области энергетики. Целлюлоза может производить возобновляемую энергию, такую как биоэтанол и биодизель, путем биоразложения и ферментации. По сравнению с нефтехимической энергетикой, продукты сгорания энергии биомассы относительно экологически безопасны и соответствуют концепции устойчивого развития. Технология производства целлюлозного биотоплива постепенно совершенствуется, открывая новые возможности для экологически чистой энергетики в будущем.
9. Применение нанотехнологий
Целлюлозные нановолокна (CNF) представляют собой важный прогресс в исследованиях целлюлозы за последние годы. Благодаря высокой прочности, низкой плотности и хорошей биосовместимости они широко используются в различных композиционных материалах. Добавление нановолокон целлюлозы может значительно улучшить механические свойства композиционных материалов, а по сравнению с другими наноматериалами нановолокна целлюлозы являются возобновляемыми и биоразлагаемыми, поэтому они имеют большой потенциал в электронных устройствах, датчиках, медицинских имплантатах и высокоэффективных материалах.
10. Технология печати и струйной печати
В технологии печати и струйной печати производные целлюлозы используются для улучшения текучести и адсорбции чернил, делая эффект печати более равномерным. В красках для струйной печати целлюлоза может сделать цвета более насыщенными и четкими. Кроме того, прозрачность и прочность целлюлозы могут улучшить качество печатной бумаги и уменьшить диффузию краски, что повышает качество печатной продукции.
Как возобновляемый и разлагаемый природный полимерный материал, целлюлоза стала одним из важных материалов в современном производстве. Его широкое применение в различных областях демонстрирует его разнообразие и защиту окружающей среды, а также способствует зеленой трансформации многих отраслей промышленности. В будущем, благодаря постоянному развитию науки и техники и прорыву в области нанотехнологий целлюлозы, применение целлюлозы станет более разнообразным.
Время публикации: 01 ноября 2024 г.