Kao prirodni polimerni spoj, celuloza ima širok raspon primjena u proizvodnji. Uglavnom se dobiva iz staničnih stijenki biljaka i jedan je od najzastupljenijih organskih spojeva na zemlji. Celuloza se naširoko koristi u proizvodnji papira, tekstila, plastike, građevinskih materijala, medicini, prehrambenoj i drugim industrijama zbog svoje jedinstvene molekularne strukture, ekološki prihvatljive razgradivosti i izvrsnih fizičkih i kemijskih svojstava.
1. Industrija proizvodnje papira
Industrija proizvodnje papira je glavno područje primjene celuloze. Biljna vlakna mogu se preraditi u pulpu nakon mehaničke ili kemijske obrade. Celuloza daje čvrstoću i izdržljivost kao glavna komponenta u ovom procesu. U procesu proizvodnje papira, upijanje vode, glatkoća i vlačna čvrstoća papira mogu se kontrolirati dodavanjem kemijskih aditiva i korištenjem različitih kombinacija vlakana. Pojava recikliranog papira dodatno naglašava održivost i mogućnost recikliranja celuloze, čineći je povoljnijom u pogledu ekološki prihvatljivih materijala.
2. Tekstilna industrija
Celulozna vlakna (kao što je pamuk) naširoko se koriste u proizvodnji tkanina kao osnovne sirovine tekstilne industrije. Pamučna vlakna sadrže više od 90% celuloze, što ih čini mekim, higroskopnim, prozračnim i drugim izvrsnim svojstvima, pogodnim za izradu raznih vrsta odjeće. Posljednjih se godina celulozna vlakna mogu kemijski tretirati kako bi se dobila regenerirana celulozna vlakna kao što su viskozna vlakna i modalna vlakna, čime se dodatno proširuje primjena celuloze u tekstilnoj industriji. Ova vlakna nisu samo mekana i udobna, već imaju i dobra antibakterijska i biorazgradiva svojstva.
3. Bioplastika i biorazgradivi materijali
Celuloza se može koristiti za izradu biorazgradive plastike u industriji plastike, što je jedan od važnih smjerova istraživanja za rješavanje problema “bijelog onečišćenja”. Preradom celuloze u celulozni acetat ili celulozni eter, može se koristiti za izradu ekološki prihvatljivih plastičnih folija, posuđa itd. Ovi materijali imaju snažnu kemijsku stabilnost i fizikalna svojstva te se lako razgrađuju u prirodnom okruženju, smanjujući utjecaj plastični otpad na ekološki okoliš.
4. Građevinski materijali
U građevinskoj industriji celuloza se naširoko koristi za izradu ploča od vlaknastog cementa, gipsanih ploča ojačanih vlaknima i materijala za toplinsku izolaciju. Kombinacija celuloznih vlakana s drugim materijalima može povećati njihovu otpornost na udarce, vlačnu čvrstoću i poboljšati toplinsku i zvučnu izolaciju. Na primjer, celulozni toplinski izolacijski materijal je ekološki prihvatljiv toplinski izolacijski materijal. Ubrizgavanjem celuloznog praha ili čestica celuloze u zid zgrade, može učinkovito izolirati i smanjiti buku, a njegova prirodna svojstva zaštite od insekata čine ga širom primjenom u građevinarstvu.
5. Prehrambena i farmaceutska industrija
Derivati celuloze kao što su karboksimetil celuloza (CMC) i metil celuloza (MC) također imaju važnu primjenu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Karboksimetilceluloza se naširoko koristi kao zgušnjivač, stabilizator i emulgator u hrani, dok se metilceluloza često koristi kao dezintegrant u tabletama zbog svoje dobre adhezivnosti i biokompatibilnosti. Osim toga, celuloza se također može dodati hrani kao dijetalna vlakna kako bi se pomoglo ljudima da poboljšaju zdravlje crijeva.
6. Kozmetička industrija
Celuloza se često koristi kao zgušnjivač i stabilizator u kozmetici. Na primjer, uobičajena karboksimetil celuloza i mikrokristalna celuloza mogu povećati viskoznost i stabilnost kozmetičkih proizvoda i izbjeći raslojavanje sastojaka. Osim toga, razgradivost i netoksičnost celuloze čine je prikladnom za upotrebu u proizvodima za čišćenje, proizvodima za njegu kože i šminki.
7. Ekološki prihvatljivi materijali i filtarski materijali
Zbog porozne strukture i dobre adsorpcije celuloze sve se više koristi u filterskim materijalima. Celulozne membrane i celulozna nanovlakna koriste se u filtraciji zraka, obradi vode i industrijskoj otpadnoj vodi. Filtarski materijali od celuloze mogu ne samo ukloniti suspendirane čestice, već i adsorbirati štetne tvari, s prednostima visoke učinkovitosti i zaštite okoliša. Osim toga, istraživanje primjene celuloznih nanovlakana čini ih velikim potencijalom u budućim industrijama filtracije i zaštite okoliša.
8. Energetsko polje
Celulozna biomasa također je privukla veliku pozornost u području energetike. Celuloza može proizvesti obnovljivu energiju kao što je bioetanol i biodizel kroz biorazgradnju i fermentaciju. U usporedbi s petrokemijskom energijom, produkti izgaranja energije biomase relativno su ekološki prihvatljivi iu skladu s konceptom održivog razvoja. Tehnologija proizvodnje biogoriva od celuloze postupno se poboljšava, pružajući nove mogućnosti za čistu energiju u budućnosti.
9. Primjena nanotehnologije
Celulozna nanovlakna (CNF) važan su napredak u istraživanju celuloze posljednjih godina. Zbog svoje velike čvrstoće, male gustoće i dobre biokompatibilnosti, naširoko se koriste u različitim kompozitnim materijalima. Dodatak celuloznih nanovlakana može značajno poboljšati mehanička svojstva kompozitnih materijala, au usporedbi s drugim nanomaterijalima, celulozna nanovlakna su obnovljiva i biorazgradiva, pa imaju veliki potencijal u elektroničkim uređajima, senzorima, medicinskim implantatima i materijalima visokih performansi.
10. Tiskarska i inkjet tehnologija
U tiskarskoj i inkjet tehnologiji, derivati celuloze se koriste za poboljšanje fluidnosti i adsorpcije tinte, čineći učinak ispisa ujednačenijim. U tintama za inkjet ispis, celuloza može učiniti boje punijim i jasnijim. Osim toga, prozirnost i čvrstoća celuloze mogu poboljšati kvalitetu tiskanog papira i smanjiti difuziju tinte, čineći tako tiskane proizvode više kvalitete.
Kao obnovljiv i razgradiv prirodni polimerni materijal, celuloza je postala jedan od važnih materijala u modernoj proizvodnji. Njegova široka primjena u različitim područjima pokazuje njegovu raznolikost i zaštitu okoliša te promiče zelenu transformaciju mnogih industrija. U budućnosti, s kontinuiranim razvojem znanosti i tehnologije i prodorom nanotehnologije celuloze, primjena celuloze bit će raznolikija.
Vrijeme objave: 1. studenog 2024