Diverses aplicacions de la cel·lulosa i els seus derivats

La cel·lulosa és un polisacàrid macromolecular compost per glucosa, que existeix en grans quantitats en plantes verdes i organismes marins. És el material de polímer natural més distribuït i més gran de la natura. Té una bona biocompatibilitat, renovable i biodegradable i altres avantatges. Mitjançant la fotosíntesi, les plantes poden sintetitzar centenars de milions de tones de cel·lulosa cada any.

Perspectives d'aplicació de la cel·lulosa

La cel·lulosa tradicional s'ha utilitzat àmpliament a causa de les seves pròpies propietats físiques i químiques, mentre que la cel·lulosa de material de polímer natural té diferents propietats funcionals després del processament i la modificació, que poden satisfer les diferents necessitats de diverses indústries. La utilització funcional de materials funcionals de cel·lulosa s'ha convertit en una tendència natural de desenvolupament i punts d'investigació de materials polimèrics.

Els derivats de la cel·lulosa es produeixen per esterificació o eterificació de grups hidroxil en polímers de cel·lulosa amb reactius químics. Segons les característiques estructurals dels productes de reacció, els derivats de la cel·lulosa es poden dividir en tres categories: èters de cel·lulosa, èsters de cel·lulosa i èters de cel·lulosa.

1. Èter de cel·lulosa

L'èter de cel·lulosa és un terme general per a una sèrie de derivats de cel·lulosa formats per la reacció de la cel·lulosa alcalina i l'agent eterificant en determinades condicions. L'èter de cel·lulosa és un tipus de derivat de cel·lulosa amb diversos tipus, camps d'aplicació amplis, gran volum de producció i alt valor de recerca. La seva aplicació inclou molts camps com la indústria, l'agricultura, la indústria química diària, la protecció del medi ambient, l'aeroespacial i la defensa nacional.

Els èters de cel·lulosa que s'utilitzen comercialment són: metilcel·lulosa, carboximetilcel·lulosa, etilcel·lulosa, hidroxietilcel·lulosa, cianoetilcel·lulosa, hidroxipropilcel·lulosa i hidroxipropilmetilcel·lulosa, etc.

2. Èsters de cel·lulosa

Els èsters de cel·lulosa s'utilitzen àmpliament en els camps de la defensa nacional, indústria química, biologia, medicina, construcció i fins i tot aeroespacial.

Els èsters de cel·lulosa que s'utilitzen realment comercialment són: nitrat de cel·lulosa, acetat de cel·lulosa, acetat butirat de cel·lulosa i xant de cel·lulosa.
3. Èter de cel·lulosa

Els èsters d'èter de cel·lulosa són derivats barrejats èster-èter.

Camp d'aplicació

1. Àmbit farmacèutic

Els derivats d'èter i èster de cel·lulosa s'utilitzen àmpliament en medicina per a espessiment, excipient, alliberament sostingut, alliberament controlat, formació de pel·lícules i altres finalitats.

2. Camp de recobriment

Els èsters de cel·lulosa tenen un paper molt important en les aplicacions de recobriment. Els èsters de cel·lulosa s'utilitzen en aglutinants, resines modificades o materials de pre-pel·lícula per proporcionar recobriments amb moltes propietats excel·lents.

3. Camp de tecnologia de membranes

La cel·lulosa i els materials derivats tenen els avantatges d'una gran producció, un rendiment estable i reciclabilitat. Mitjançant l'autoassemblatge capa per capa, el mètode d'inversió de fase, la tecnologia d'electrospinning i altres mitjans, es poden preparar materials de membrana amb un excel·lent rendiment de separació. En el camp de la tecnologia de membrana molt utilitzada.

4. Àmbit de la construcció

Els èters de cel·lulosa tenen una gran força de gel reversible tèrmicament i, per tant, són útils com a additius en components de construcció, com els additius adhesius de rajoles a base de ciment.

5. Aeroespacial, vehicles de nova energia i dispositius electrònics d'alta gamma

Els materials optoelectrònics funcionals basats en cel·lulosa es poden utilitzar en vehicles aeroespacials, de nova energia i en dispositius electrònics de gamma alta.

6. Altres camps

Problemes i solucions en l'aplicació de la cel·lulosa

Actualment, la cel·lulosa encara té algunes deficiències inherents. A causa de les característiques de la seva estructura agregada, la cel·lulosa no es pot fondre i és difícil de dissoldre en dissolvents convencionals, la qual cosa limita molt el desenvolupament i la utilització de materials cel·lulosos. Com ara poca solubilitat en dissolvents comuns, manca de termoplasticitat, alta hidrofilicitat i manca de propietats antibacterianes.

Per tant, el disseny i la construcció de nous materials derivats de la cel·lulosa és la base per a l'ús eficient de la cel·lulosa, i el desenvolupament d'una tecnologia de dissolució de cel·lulosa neta i eficient és una manera important i una garantia per a la utilització eficient de la cel·lulosa.