Là một hợp chất polyme tự nhiên, cellulose có nhiều ứng dụng trong sản xuất. Nó chủ yếu có nguồn gốc từ thành tế bào của thực vật và là một trong những hợp chất hữu cơ dồi dào nhất trên trái đất. Cellulose đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất giấy, dệt may, nhựa, vật liệu xây dựng, y học, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác do cấu trúc phân tử độc đáo, khả năng phân hủy thân thiện với môi trường và các tính chất vật lý và hóa học tuyệt vời.
1. Ngành công nghiệp sản xuất giấy
Ngành sản xuất giấy là lĩnh vực ứng dụng chính của cellulose. Sợi thực vật có thể được làm thành bột giấy sau khi xử lý cơ học hoặc hóa học. Cellulose cung cấp độ bền và độ chắc là thành phần chính trong quá trình này. Trong quá trình sản xuất giấy, khả năng hấp thụ nước, độ mịn và độ bền kéo của giấy có thể được kiểm soát bằng cách thêm các chất phụ gia hóa học và sử dụng các kết hợp sợi khác nhau. Sự xuất hiện của giấy tái chế càng nhấn mạnh thêm tính bền vững và khả năng tái chế của cellulose, khiến nó trở nên có lợi hơn trong các vật liệu thân thiện với môi trường.
2. Ngành dệt may
Sợi cellulose (như cotton) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vải như là nguyên liệu thô cơ bản của ngành dệt may. Sợi cotton chứa hơn 90% cellulose, làm cho chúng mềm mại, hút ẩm, thoáng khí và các đặc tính tuyệt vời khác, thích hợp để sản xuất nhiều loại quần áo. Trong những năm gần đây, sợi cellulose có thể được xử lý hóa học để tạo thành sợi cellulose tái sinh như sợi viscose và sợi modal, mở rộng hơn nữa ứng dụng của cellulose trong ngành dệt may. Những sợi này không chỉ mềm mại và thoải mái mà còn có đặc tính kháng khuẩn và phân hủy sinh học tốt.
3. Nhựa sinh học và vật liệu phân hủy sinh học
Cellulose có thể được sử dụng để sản xuất nhựa phân hủy sinh học trong ngành nhựa, đây là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng để giải quyết vấn đề “ô nhiễm trắng”. Bằng cách chế biến cellulose thành cellulose acetate hoặc cellulose ether, có thể được sử dụng để sản xuất màng nhựa thân thiện với môi trường, đồ dùng trên bàn ăn, v.v. Những vật liệu này có tính ổn định hóa học và tính chất vật lý mạnh, dễ phân hủy trong môi trường tự nhiên, giảm tác động của rác thải nhựa đến môi trường sinh thái.
4. Vật liệu xây dựng
Trong ngành xây dựng, cellulose được sử dụng rộng rãi để làm tấm xi măng sợi, tấm thạch cao gia cường sợi và vật liệu cách nhiệt. Kết hợp sợi cellulose với các vật liệu khác có thể tăng cường khả năng chống va đập, độ bền kéo và cải thiện khả năng cách nhiệt và cách âm. Ví dụ, vật liệu cách nhiệt cellulose là vật liệu cách nhiệt thân thiện với môi trường. Bằng cách tiêm bột cellulose hoặc các hạt cellulose vào tường tòa nhà, nó có thể cách nhiệt và giảm tiếng ồn hiệu quả, và các đặc tính chống côn trùng tự nhiên của nó làm cho nó được sử dụng rộng rãi hơn trong xây dựng.
5. Ngành thực phẩm và dược phẩm
Các dẫn xuất cellulose như carboxymethyl cellulose (CMC) và methyl cellulose (MC) cũng có những ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Carboxymethyl cellulose được sử dụng rộng rãi như một chất làm đặc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong thực phẩm, trong khi methyl cellulose thường được sử dụng như một chất làm rã trong viên nén do độ bám dính và khả năng tương thích sinh học tốt. Ngoài ra, cellulose cũng có thể được thêm vào thực phẩm như chất xơ ăn kiêng để giúp mọi người cải thiện sức khỏe đường ruột.
6. Ngành mỹ phẩm
Cellulose thường được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định trong mỹ phẩm. Ví dụ, carboxymethyl cellulose thông thường và cellulose vi tinh thể có thể làm tăng độ nhớt và độ ổn định của mỹ phẩm và tránh sự phân tầng của các thành phần. Ngoài ra, khả năng phân hủy và không độc hại của cellulose làm cho nó phù hợp để sử dụng trong các sản phẩm làm sạch, sản phẩm chăm sóc da và trang điểm.
7. Vật liệu thân thiện với môi trường và vật liệu lọc
Do cấu trúc xốp và khả năng hấp phụ tốt của cellulose, nó ngày càng được sử dụng trong vật liệu lọc. Màng cellulose và sợi nano cellulose được sử dụng trong lọc không khí, xử lý nước và xử lý nước thải công nghiệp. Vật liệu lọc cellulose không chỉ có thể loại bỏ các hạt lơ lửng mà còn hấp phụ các chất có hại, với ưu điểm là hiệu quả cao và bảo vệ môi trường. Ngoài ra, nghiên cứu ứng dụng sợi nano cellulose khiến nó có tiềm năng lớn trong ngành lọc và bảo vệ môi trường trong tương lai.
8. Trường năng lượng
Sinh khối cellulose cũng thu hút nhiều sự chú ý trong lĩnh vực năng lượng. Cellulose có thể sản xuất năng lượng tái tạo như bioethanol và biodiesel thông qua quá trình phân hủy sinh học và lên men. So với năng lượng hóa dầu, các sản phẩm đốt cháy của năng lượng sinh khối tương đối thân thiện với môi trường và phù hợp với khái niệm phát triển bền vững. Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học cellulose đang dần được cải thiện, mang đến những khả năng mới cho năng lượng sạch trong tương lai.
9. Ứng dụng công nghệ nano
Sợi nano cellulose (CNF) là một tiến bộ quan trọng trong nghiên cứu cellulose trong những năm gần đây. Do có độ bền cao, mật độ thấp và khả năng tương thích sinh học tốt, chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại vật liệu composite. Việc bổ sung sợi nano cellulose có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của vật liệu composite và so với các vật liệu nano khác, sợi nano cellulose có thể tái tạo và phân hủy sinh học, do đó chúng có tiềm năng lớn trong các thiết bị điện tử, cảm biến, cấy ghép y tế và vật liệu hiệu suất cao.
10. Công nghệ in và phun mực
Trong công nghệ in phun, các dẫn xuất cellulose được sử dụng để cải thiện tính lưu động và khả năng hấp thụ của mực, làm cho hiệu ứng in đồng đều hơn. Trong mực in phun, cellulose có thể làm cho màu sắc đầy đủ và rõ ràng hơn. Ngoài ra, độ trong suốt và độ bền của cellulose có thể cải thiện chất lượng giấy in và giảm sự khuếch tán của mực, do đó làm cho các sản phẩm in có chất lượng cao hơn.
Là vật liệu polyme tự nhiên có thể tái tạo và phân hủy, cellulose đã trở thành một trong những vật liệu quan trọng trong sản xuất hiện đại. Ứng dụng rộng rãi của nó trong các lĩnh vực khác nhau cho thấy tính đa dạng và bảo vệ môi trường của nó, đồng thời thúc đẩy quá trình chuyển đổi xanh của nhiều ngành công nghiệp. Trong tương lai, với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ và sự đột phá của công nghệ nano cellulose, ứng dụng của cellulose sẽ đa dạng hơn.
Thời gian đăng: 01-11-2024