Как природное полимерное соединение, целлюлоза имеет широкий спектр применения в производстве. Она в основном получена 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 могут быть превращены в пульпу после механической или химической обработки. Целлюлоза обеспечивает прочность и долговечность как основной компонент в этом процессе. В процессе производства бумаги водопоглощение, гладкость и прочность на разрыв бумаги можно контролировать путем добавления химических добавок и использования различных комбинаций волокон. Появление переработанной бумаги еще больше подчеркивает устойчивость и пригодность к вторичной переработке целлюлозы, делая ее более выгодной в экологически чистых материалах.
2. Текстильная промышленность
Целлюлозные волокна (такие как хлопок) широко используются в производстве тканей как основное сырье текстильной промышленности. Хлопковые волокна содержат более 90% целлюлозы, что делает их мягкими, гигроскопичными, воздухопроницаемыми и другими превосходными свойствами, подходящими для изготовления различных видов одежды. В последние годы целлюлозные волокна могут быть химически обработаны для образования 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 и обладают хорошими антибактериальными и биоразлагаемыми свойствами.
3. Биопластики и биоразлагаемые материалы
Целлюлоза может быть использована для производства биоразлагаемых пластиков в пластмассовой промышленности, что является одним из важных направлений исследований для решения проблемы «белого загрязнения». Перерабатывая целлюлозу в ацетат целлюлозы или эфир целлюлозы, ее можно использовать для производства экологически чистых пластиковых пленок, посуды и т. д. Эти материалы обладают высокой химической стабильностью и физическими свойствами, а также легко разлагаются в естественной среде, что снижает воздействие пластиковых отходов на экологическую среду.
4. Строительные материалы
В строительной отрасли целлюлоза широко используется для изготовления фиброцементных плит, армированных волокном гипсовых плит и теплоизоляционных материалов. Сочетание целлюлозных волокон с другими материалами может повысить их ударопрочность, прочность на разрыв и улучшить теплоизоляцию и звукоизоляцию. Например, целлюлозный теплоизоляционный материал является экологически чистым теплоизоляционным материалом. Впрыскивание порошка целлюлозы или частиц целлюлозы в стену здания позволяет 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 имеют важное применение в пищевой и фармацевтической промышленности. Карбоксиметилцеллюлоза широко используется в качестве загустителя, стабилизатора и эмульгатора в пищевых продуктах, в то время как метилцеллюлоза часто используется в качестве разрыхлителя в таблетках из-за ее хорошей адгезии и биосовместимости. Кроме того, целлюлозу также можно добавлять в пищу в качестве диетического волокна, 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 пригодной для использования в очищающих средствах, средствах по уходу за кожей и макияже.
7. Экологически чистые материалы и фильтрующие материалы
Благодаря пористой структуре и хорошей адсорбции целлюлозы, она все чаще используется в фильтрующих материалах. Целлюлозные мембраны и целлюлозные нановолокна используются в фильтрации воздуха, очистке воды и очистке промышленных сточных вод. Целлюлозные фильтрующие материалы могут не только удалять взвешенные частицы, но и адсорбировать вредные вещества, с преимуществами высокой эффективности и защиты окружающей среды. Кроме того, прикладные исследования целлюлозных нановолокон открывают им большой потенциал в будущих отраслях фильтрации и защиты окружающей среды.
8. Энергетическое поле
Биомасса целлюлозы также привлекла большое внимание в сфере энергетики. Целлюлоза может производить возобновляемую энергию, такую как биоэтанол и биодизель, посредством биодеградации и ферментации. По сравнению с нефтехимической энергией продукты сгорания энергии биомассы относительно экологически безопасны и соответствуют концепции устойчивого развития. Технология производства биотоплива из целлюлозы постепенно совершенствуется, открывая новые возможности для чистой энергии в будущем.
9. Применение нанотехнологий
Целлюлозные нановолокна (CNF) являются важным достижением в исследовании целлюлозы за последние годы. Благодаря своей высокой прочности, низкой плотности и хорошей биосовместимости они широко используются в различных композитных материалах. Добавление целлюлозных нановолокон может значительно улучшить механические свойства композитных материалов, и по сравнению с другими наноматериалами целлюлозные нановолокна являются возобновляемыми и биоразлагаемыми, поэтому они имеют большой потенциал в электронных устройствах, датчиках, медицинских имплантатах и высокопроизводительных материалах.
10. Печатные и струйные технологии
В печати и струйной технологии производные целлюлозы используются для улучшения текучести и адсорбции чернил, делая эффект печати более равномерным. В струйных чернилах целлюлоза может сделать цвета более полными и четкими. Кроме того, прозрачность и прочность целлюлозы могут улучшить качество печатной бумаги и уменьшить диффузию чернил, тем самым делая печатную продукцию более качественной.
Как возобновляемый и разлагаемый природный полимерный материал, целлюлоза стала одним из важных материалов в современном производстве. Ее широкое применение в различных областях показывает ее разнообразие и защиту окружающей среды, а также способствует зеленой трансформации многих отраслей промышленности. В будущем, с непрерывным развитием науки и техники и прорывом в области нанотехнологий целлюлозы, применение целлюлозы станет более разнообразным.
Время публикации: 01.11.2024