Kot naravna polimerna spojina ima celuloza širok spekter uporabe v proizvodnji. V glavnem izhaja iz celičnih sten rastlin in je ena najpogostejših organskih spojin na zemlji. Celuloza se pogosto uporablja v industriji papirja, tekstila, plastike, gradbenih materialov, medicine, prehrane in drugih industrijah zaradi svoje edinstvene molekularne strukture, okolju prijazne razgradljivosti ter odličnih fizikalnih in kemijskih lastnosti.
1. Papirna industrija
Papirna industrija je glavno področje uporabe celuloze. Rastlinska vlakna se lahko predelajo v kašo po mehanski ali kemični obdelavi. Celuloza zagotavlja moč in vzdržljivost kot glavna komponenta v tem procesu. V procesu izdelave papirja je mogoče nadzorovati vpojnost vode, gladkost in natezno trdnost papirja z dodajanjem kemičnih dodatkov in uporabo različnih kombinacij vlaken. Pojav recikliranega papirja dodatno poudarja trajnost in možnost recikliranja celuloze, zaradi česar je ugodnejša pri okolju prijaznih materialih.
2. Tekstilna industrija
Celulozna vlakna (kot je bombaž) se široko uporabljajo pri izdelavi tkanin kot osnovne surovine tekstilne industrije. Bombažna vlakna vsebujejo več kot 90% celuloze, zaradi česar so mehka, higroskopična, zračna in druge odlične lastnosti, primerna za izdelavo različnih vrst oblačil. V zadnjih letih je mogoče celulozna vlakna kemično obdelati, da tvorijo regenerirana celulozna vlakna, kot so viskozna vlakna in modalna vlakna, kar dodatno širi uporabo celuloze v tekstilni industriji. Ta vlakna niso le mehka in udobna, ampak imajo tudi dobre antibakterijske in biorazgradljive lastnosti.
3. Bioplastika in biorazgradljivi materiali
Celulozo lahko uporabimo za izdelavo biorazgradljive plastike v industriji plastike, ki je ena od pomembnih raziskovalnih usmeritev za reševanje problematike »belega onesnaženja«. S predelavo celuloze v celulozni acetat ali celulozni eter jo lahko uporabimo za izdelavo okolju prijaznih plastičnih folij, namiznega pribora itd. Ti materiali imajo močno kemično stabilnost in fizikalne lastnosti ter jih je enostavno razgraditi v naravnem okolju, kar zmanjšuje vpliv plastičnih odpadkov na ekološko okolje.
4. Gradbeni materiali
V gradbeništvu se celuloza pogosto uporablja za izdelavo vlaknocementnih plošč, mavčnih plošč, ojačanih z vlakni, in toplotnoizolacijskih materialov. Kombinacija celuloznih vlaken z drugimi materiali lahko poveča njihovo odpornost na udarce, natezno trdnost ter izboljša toplotno in zvočno izolacijo. Na primer, celulozni toplotnoizolacijski material je okolju prijazen toplotnoizolacijski material. Z vbrizgavanjem celuloznega prahu ali celuloznih delcev v steno stavbe lahko učinkovito izolira in zmanjša hrup, zaradi svojih naravnih lastnosti zaščite pred insekti pa se širše uporablja v gradbeništvu.
5. Živilska in farmacevtska industrija
Derivati celuloze, kot sta karboksimetil celuloza (CMC) in metil celuloza (MC), imajo pomembno vlogo tudi v prehrambeni in farmacevtski industriji. Karboksimetilceluloza se pogosto uporablja kot zgoščevalec, stabilizator in emulgator v hrani, medtem ko se metilceluloza pogosto uporablja kot dezintegrant v tabletah zaradi dobre oprijemljivosti in biokompatibilnosti. Poleg tega lahko celulozo dodamo hrani tudi kot prehranske vlaknine, ki ljudem pomagajo izboljšati zdravje črevesja.
6. Kozmetična industrija
Celuloza se pogosto uporablja kot zgoščevalec in stabilizator v kozmetiki. Na primer, običajna karboksimetil celuloza in mikrokristalna celuloza lahko povečata viskoznost in stabilnost kozmetičnih izdelkov ter preprečita razslojevanje sestavin. Poleg tega je zaradi razgradljivosti in nestrupenosti celuloza primerna za uporabo v izdelkih za čiščenje, izdelkih za nego kože in ličilih.
7. Okolju prijazni materiali in filtrirni materiali
Zaradi porozne strukture in dobre adsorpcije celuloze se vse bolj uporablja v filtrirnih materialih. Celulozne membrane in celulozna nanovlakna se uporabljajo pri filtraciji zraka, čiščenju vode in industrijskih odpadnih voda. Celulozni filtrirni materiali ne morejo samo odstraniti suspendiranih delcev, ampak tudi adsorbirati škodljive snovi, s prednostmi visoke učinkovitosti in varstva okolja. Poleg tega imajo raziskave uporabe celuloznih nanovlaken velik potencial v prihodnji industriji filtracije in varstva okolja.
8. Energijsko polje
Celulozna biomasa je pritegnila veliko pozornosti tudi na področju energetike. Celuloza lahko z biorazgradnjo in fermentacijo proizvaja obnovljivo energijo, kot sta bioetanol in biodizel. V primerjavi s petrokemično energijo so produkti izgorevanja energije iz biomase razmeroma okolju prijazni in v skladu s konceptom trajnostnega razvoja. Tehnologija proizvodnje celuloznega biogoriva se postopoma izboljšuje in zagotavlja nove možnosti za čisto energijo v prihodnosti.
9. Uporaba nanotehnologije
Celulozna nanovlakna (CNF) so pomemben napredek v raziskavah celuloze v zadnjih letih. Zaradi visoke trdnosti, nizke gostote in dobre biokompatibilnosti se pogosto uporabljajo v različnih kompozitnih materialih. Dodatek celuloznih nanovlaken lahko bistveno izboljša mehanske lastnosti kompozitnih materialov, v primerjavi z drugimi nanomateriali pa so celulozna nanovlakna obnovljiva in biorazgradljiva, zato imajo velik potencial v elektronskih napravah, senzorjih, medicinskih vsadkih in visoko zmogljivih materialih.
10. Tiskarska in brizgalna tehnologija
V tiskarski in brizgalni tehnologiji se derivati celuloze uporabljajo za izboljšanje fluidnosti in adsorpcije črnil, zaradi česar je učinek tiskanja bolj enoten. V črnilih za brizgalno tiskanje lahko celuloza naredi barve bolj polne in jasne. Poleg tega lahko prosojnost in trdnost celuloze izboljšata kakovost natisnjenega papirja in zmanjšata difuzijo črnila, zaradi česar so natisnjeni izdelki višje kakovosti.
Celuloza je kot obnovljiv in razgradljiv naravni polimerni material postala eden izmed pomembnih materialov v sodobni proizvodnji. Njegova široka uporaba na različnih področjih kaže na njegovo raznolikost in varstvo okolja ter spodbuja zeleno preobrazbo številnih industrij. V prihodnosti bo z nenehnim razvojem znanosti in tehnologije ter prodorom celulozne nanotehnologije uporaba celuloze bolj raznolika.
Čas objave: Nov-01-2024