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 celulózovým éterom sa môže použiť na výrobu ekologických plastových filmov, riadu atď. Plastový odpad v ekologickom prostredí.
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