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 je možné z nej vyrobiť ekologické plastové fólie, riad a pod. Tieto materiály majú silnú chemickú stabilitu a fyzikálne vlastnosti a ľahko sa rozkladajú v prírodnom prostredí, čím sa znižuje vplyv plastového odpadu na ekologické 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