Ako prírodná polymérna zlúčenina má celulóza širokú škálu aplikácií vo výrobe. Je odvodený hlavne z bunkových stien rastlín a je jednou z najhojnejších organických zlúčenín na Zemi. Celulóza sa široko používa pri výrobe papiera, textíliách, plastoch, stavebných materiálov, liekoch, potravinách a iných odvetviach vďaka svojej jedinečnej molekulárnej štruktúre, degradovateľnosti šetrnej k životnému prostrediu a vynikajúcich fyzikálnych a chemických vlastností.
1. Priemysel v papieri
Odvetvie papiera je hlavnou oblasťou aplikácie celulózy. Po mechanickom alebo chemickom spracovaní môžu byť rastlinné vlákna vyrobené na buničinu. Celulóza poskytuje pevnosť a trvanlivosť ako hlavnú zložku tohto procesu. V procese papiera je možné absorpciu vody, plynulosť a pevnosť v ťahu papiera kontrolovať pridaním chemických prísad a použitím rôznych kombinácií vlákien. Vznik recyklovaného papiera ďalej zdôrazňuje udržateľnosť a recyklovateľnosť celulózy, čo robí z nich výhodnejšie v materiáloch šetrných k životnému prostrediu.
2. Textilný priemysel
Celulózové vlákna (napríklad bavlna) sa široko používajú pri výrobe tkanín ako základných surovín textilného priemyslu. Bavlnené vlákna obsahujú viac ako 90% celulózu, vďaka čomu sú mäkké, hygroskopické, priedušné a iné vynikajúce vlastnosti vhodné na výrobu rôznych druhov odevov. V posledných rokoch môžu byť celulózové vlákna chemicky ošetrené za vzniku regenerovaných vlákien celulózy, ako sú viskózne vlákna a modálne vlákna, čím ďalej rozširujú aplikáciu celulózy v textilnom priemysle. Tieto vlákna sú nielen mäkké a pohodlné, ale majú aj dobré antibakteriálne a biologicky odbúrateľné vlastnosti.
3. Bioplasty a biologicky odbúrateľné materiály
Cellulóza sa môže použiť na výrobu biologicky odbúrateľných plastov v plastom priemysle, ktorý je jedným z dôležitých smerov výskumu na riešenie problému „bieleho znečistenia“. Spracovaním celulózy do octanu celulózy alebo celulózy éteru sa môže použiť na výrobu ekologických plastových filmov, riadu atď. Tieto materiály majú silnú chemickú stabilitu a fyzikálne vlastnosti a ľahko sa degradujú v prírodnom prostredí, čím sa znižuje vplyv plastového odpadu na ekologické prostredie.
4. Stavebné materiály
V stavebnom priemysle sa celulóza široko používa na výrobu dosiek vlákien, sadrových dosiek zosilnených vlákien a tepelných izolačných materiálov. Kombinácia celulózových vlákien s inými materiálmi môže zvýšiť ich odolnosť proti nárazu, pevnosť v ťahu a zlepšiť tepelnú izoláciu a zvukovú izoláciu. Napríklad tepelný izolačný materiál celulózy je tepelný izolačný materiál šetrný k životnému prostrediu. Injekciou celulózového prášku alebo celulózových častíc do stavebnej steny môže účinne izolovať a znižovať hluk a jeho prirodzené vlastnosti odolné voči hmyzu ho robia širšie používané pri konštrukcii.
5. Potravinový a farmaceutický priemysel
Deriváty celulózy, ako je karboxymetylcelulóza (CMC) a metylcelulóza (MC), majú tiež dôležité aplikácie v potravinárskom a farmaceutickom priemysle. Karboxymetylcelulóza sa široko používa ako zahusťovadlo, stabilizátor a emulgátor v potravinách, zatiaľ čo metylcelulóza sa často používa ako dezintegrácia v tabletách kvôli svojej dobrej adhézii a biokompatibilite. Okrem toho sa do potravín môže pridať aj celulóza ako vlákno z výživy, aby pomohla ľuďom zlepšiť zdravie čreva.
6. Kozmetický priemysel
Celulóza sa často používa ako zahusťovadlo a stabilizátor v kozmetike. Napríklad bežná karboxymetylcelulóza a mikrokryštalickú celulózu môžu zvýšiť viskozitu a stabilitu kozmetiky a vyhnúť sa stratifikácii prísad. Okrem toho je degradovateľnosť a netoxicita celulózy vhodná na použitie pri čistení výrobkov, produktoch starostlivosti o pleť a make-upu.
7. Ekologické materiály a filtračné materiály
V dôsledku pórovej štruktúry a dobrej adsorpcie celulózy sa stále viac používa vo filtračných materiáloch. Celulózové membrány a celulózové nanovlákna sa používajú na filtráciu vzduchu, úpravu vody a priemyselné čistenie odpadových vôd. Materiály celulózového filtra môžu nielen odstrániť suspendované častice, ale tiež adsorbovať škodlivé látky, s výhodami vysokej účinnosti a ochrany životného prostredia. Okrem toho, výskum nanovlákna celulózy nanotožíva spôsobuje, že má veľký potenciál v budúcom priemysle filtrácie a ochrany životného prostredia.
8. Energetické pole
Biomasa celulózy tiež priťahovala veľkú pozornosť v oblasti energetiky. Celulóza môže produkovať obnoviteľnú energiu, ako je bioetanol a bionafta, prostredníctvom biodegradácie a fermentácie. V porovnaní s petrochemickou energiou sú spaľovacie produkty energie biomasy relatívne šetrné k životnému prostrediu a sú v súlade s koncepciou trvalo udržateľného rozvoja. Výrobná technológia biopalív celulózy sa postupne zlepšuje a v budúcnosti poskytuje nové možnosti čistej energie.
9. Aplikácia nanotechnológie
Celulózové nanovlákna (CNF) sú v posledných rokoch dôležitým pokrokom vo výskume celulózy. Vďaka svojej vysokej sile, nízkej hustote a dobrej biokompatibilite sa bežne používajú v rôznych kompozitných materiáloch. Pridanie celulózových nanovláken môže významne zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitných materiálov a v porovnaní s inými nanomateriálmi, celulózové nanovlákna sú obnoviteľné a biologicky odbúrateľné, takže majú veľký potenciál v elektronických zariadeniach, senzoroch, lekárskych implantátoch a vysokovýkonných materiáloch.
10. Tlač a technológia atramentu
Pri tlači a technológii atramentu sa celulózové deriváty používajú na zlepšenie plynulosti a adsorpcie atramentov, čím sa účinok tlače stane rovnomerným. V atramentových atramentoch môžu celulóza urobiť farby úplnejšie a jasnejšie. Okrem toho môže priehľadnosť a sila celulózy zlepšiť kvalitu tlačeného papiera a znížiť difúziu atramentu, čím sa tlačia tlačené produkty vyššej kvality.
Ako obnoviteľný a degradovateľný prírodný polymérny materiál sa celulóza stala jedným z dôležitých materiálov v modernej výrobe. Jeho široká aplikácia v rôznych oblastiach ukazuje svoju rozmanitosť a ochranu životného prostredia a podporuje zelenú transformáciu mnohých odvetví. V budúcnosti, s neustálym rozvojom vedy a techniky a prielomom nanotechnológie celulózy, bude aplikácia celulózy diverzifikovaná.
Čas príspevku: november-01-2024