Ako prírodná polymérna zlúčenina má celulóza široké uplatnenie vo výrobe. Pochádza hlavne z bunkových stien rastlín a je jednou z najrozšírenejších organických zlúčenín na Zemi. Celulóza je široko používaná vo výrobe papiera, textilu, plastov, stavebných materiálov, medicíny, potravinárstva a ďalších priemyselných odvetviach vďaka svojej jedinečnej molekulárnej štruktúre, ekologickej odbúrateľnosti a vynikajúcim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam.
1. Papierenský priemysel
Papierenský priemysel je hlavnou oblasťou použitia celulózy. Rastlinné vlákna môžu byť vyrobené na buničinu po mechanickom alebo chemickom spracovaní. Celulóza poskytuje pevnosť a odolnosť ako hlavná zložka v tomto procese. V procese výroby papiera môže byť absorpcia vody, hladkosť a pevnosť v ťahu papiera kontrolovaná pridaním chemických prísad a použitím rôznych kombinácií vlákien. Vznik recyklovaného papiera ešte viac zdôrazňuje udržateľnosť a recyklovateľnosť celulózy, vďaka čomu je výhodnejšia v materiáloch šetrných k životnému prostrediu.
2. Textilný priemysel
Celulózové vlákna (napríklad bavlna) sa vo veľkej miere používajú pri výrobe látok ako základné suroviny textilného priemyslu. Bavlnené vlákna obsahujú viac ako 90% celulózy, vďaka čomu sú mäkké, hygroskopické, priedušné a ďalšie vynikajúce vlastnosti, vhodné na výrobu rôznych druhov odevov. V posledných rokoch môžu byť celulózové vlákna chemicky upravované za vzniku regenerovaných celulózových vlákien, ako sú viskózové vlákna a modalové vlákna, čím sa ďalej rozširuje použitie celulózy v textilnom priemysle. Tieto vlákna sú nielen mäkké a pohodlné, ale majú aj dobré antibakteriálne a biologicky odbúrateľné vlastnosti.
3. Bioplasty a biologicky rozložiteľné materiály
Celulózu možno použiť na výrobu biodegradovateľných plastov v plastikárskom priemysle, čo je jeden z dôležitých smerov výskumu pri riešení problému „bieleho znečistenia“. Spracovaním celulózy na acetát celulózy alebo éter celulózy sa môže použiť na výrobu ekologických plastových fólií, riadu atď. Tieto materiály majú silnú chemickú stabilitu a fyzikálne vlastnosti a ľahko sa rozkladajú v prírodnom prostredí, čím sa znižuje vplyv plastového odpadu na ekologické životné prostredie.
4. Stavebné materiály
V stavebníctve sa celulóza široko používa na výrobu vláknocementových dosiek, sadrokartónových dosiek vystužených vláknami a tepelnoizolačných materiálov. Kombinácia celulózových vlákien s inými materiálmi môže zvýšiť ich odolnosť proti nárazu, pevnosť v ťahu a zlepšiť tepelnú izoláciu a zvukovú izoláciu. Napríklad celulózový tepelnoizolačný materiál je ekologický tepelnoizolačný materiál. Injektovaním celulózového prášku alebo celulózových častíc do steny budovy môže účinne izolovať a znižovať hluk a vďaka svojim prirodzeným vlastnostiam odolným proti hmyzu sa používa v stavebníctve.
5. Potravinársky a farmaceutický priemysel
Deriváty celulózy, ako je karboxymetylcelulóza (CMC) a metylcelulóza (MC), majú tiež dôležité uplatnenie v potravinárskom a farmaceutickom priemysle. Karboxymetylcelulóza je široko používaná ako zahusťovadlo, stabilizátor a emulgátor v potravinách, zatiaľ čo metylcelulóza sa často používa ako dezintegrátor v tabletách vďaka svojej dobrej priľnavosti a biokompatibilite. Okrem toho sa celulóza môže pridávať aj do potravín ako vláknina, aby pomohla ľuďom zlepšiť zdravie čriev.
6. Kozmetický priemysel
Celulóza sa často používa ako zahusťovadlo a stabilizátor v kozmetike. Napríklad bežná karboxymetylcelulóza a mikrokryštalická celulóza môžu zvýšiť viskozitu a stabilitu kozmetických prípravkov a vyhnúť sa stratifikácii zložiek. Navyše, odbúrateľnosť a netoxicita celulózy ju robí vhodnou na použitie v čistiacich prostriedkoch, výrobkoch starostlivosti o pleť a make-upoch.
7. Materiály šetrné k životnému prostrediu a filtračné materiály
Vďaka poréznej štruktúre a dobrej adsorpcii celulózy sa stále viac používa vo filtračných materiáloch. Celulózové membrány a celulózové nanovlákna sa používajú pri filtrácii vzduchu, úprave vody a čistení priemyselných odpadových vôd. Celulózové filtračné materiály dokážu nielen odstraňovať suspendované častice, ale aj adsorbovať škodlivé látky s výhodami vysokej účinnosti a ochrany životného prostredia. Okrem toho má aplikačný výskum celulózových nanovlákien veľký potenciál v budúcom odvetví filtrácie a ochrany životného prostredia.
8. Energetické pole
Celulózová biomasa pritiahla veľkú pozornosť aj v oblasti energetiky. Celulóza môže produkovať obnoviteľnú energiu, ako je bioetanol a bionafta prostredníctvom biodegradácie a fermentácie. V porovnaní s petrochemickou energetikou sú produkty spaľovania energie z biomasy relatívne ekologické a v súlade s koncepciou trvalo udržateľného rozvoja. Technológia výroby celulózového biopaliva sa postupne zlepšuje a poskytuje nové možnosti pre čistú energiu v budúcnosti.
9. Aplikácia nanotechnológií
Celulózové nanovlákna (CNF) sú v posledných rokoch dôležitým pokrokom vo výskume celulózy. Vďaka svojej vysokej pevnosti, nízkej hustote a dobrej biokompatibilite sú široko používané v rôznych kompozitných materiáloch. Pridaním celulózových nanovlákien možno výrazne zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitných materiálov a v porovnaní s inými nanomateriálmi sú celulózové nanovlákna obnoviteľné a biologicky odbúrateľné, takže majú veľký potenciál v elektronických zariadeniach, senzoroch, lekárskych implantátoch a vysokovýkonných materiáloch.
10. Technológia tlače a atramentu
V technológii tlače a atramentovej tlače sa deriváty celulózy používajú na zlepšenie tekutosti a adsorpcie atramentov, čím sa efekt tlače stáva rovnomernejším. V atramentoch pre atramentovú tlač môže celulóza urobiť farby plnejšími a jasnejšími. Okrem toho môže priehľadnosť a pevnosť celulózy zlepšiť kvalitu tlačeného papiera a znížiť difúziu atramentu, čím sa vytlačia produkty vyššej kvality.
Ako obnoviteľný a odbúrateľný prírodný polymérny materiál sa celulóza stala jedným z dôležitých materiálov v modernej výrobe. Jeho široké uplatnenie v rôznych oblastiach ukazuje jeho rozmanitosť a ochranu životného prostredia a podporuje zelenú transformáciu mnohých priemyselných odvetví. V budúcnosti, s neustálym rozvojom vedy a techniky a prelomom celulózovej nanotechnológie, bude použitie celulózy diverzifikovanejšie.
Čas uverejnenia: 1. novembra 2024