Forskellige anvendelser af cellulose og dets derivater

Cellulose er et makromolekylært polysaccharid sammensat af glucose, som findes i store mængder i grønne planter og marine organismer. Det er det mest udbredte og største naturlige polymermateriale i naturen. Det har god biokompatibilitet, vedvarende og biologisk nedbrydeligt og andre fordele. Gennem fotosyntese kan planter syntetisere hundredvis af millioner af tons cellulose hvert år.

Udsigter til anvendelse af cellulose

Traditionel cellulose er blevet brugt i vid udstrækning på grund af sine egne fysiske og kemiske egenskaber, mens naturligt polymermateriale cellulose har forskellige funktionelle egenskaber efter forarbejdning og modifikation, som kan opfylde de forskellige behov i forskellige industrier. Den funktionelle udnyttelse af cellulose funktionelle materialer er blevet en naturlig udviklingstendenser og forskning hotspots af polymer materialer.

Cellulosederivater fremstilles ved esterificering eller etherificering af hydroxylgrupper i cellulosepolymerer med kemiske reagenser. I henhold til reaktionsprodukternes strukturelle karakteristika kan cellulosederivater opdeles i tre kategorier: celluloseethere, celluloseestere og celluloseetherestere.

1. Celluloseether

Celluloseether er en generel betegnelse for en række cellulosederivater dannet ved reaktion mellem alkalicellulose og etherificeringsmiddel under visse betingelser. Celluloseether er en slags cellulosederivat med forskellige typer, brede anvendelsesområder, stor produktionsvolumen og høj forskningsværdi. Dens anvendelse involverer mange områder såsom industri, landbrug, daglig kemisk industri, miljøbeskyttelse, rumfart og nationalt forsvar.

De celluloseethere, der faktisk anvendes kommercielt, er: methylcellulose, carboxymethylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, cyanoethylcellulose, hydroxypropylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose Cellulose osv.

2. Celluloseestere

Celluloseestere er meget udbredt inden for nationalt forsvar, kemisk industri, biologi, medicin, byggeri og endda rumfart.

De celluloseestere, der faktisk anvendes kommercielt, er: cellulosenitrat, celluloseacetat, celluloseacetatbutyrat og cellulosexanthat.
3. Celluloseetherester

Celluloseetherestere er ester-ether blandede derivater.

Ansøgningsfelt

1. Farmaceutisk område

Celluloseether- og esterderivater anvendes i vid udstrækning i medicin til fortykkelse, hjælpestof, langvarig frigivelse, kontrolleret frigivelse, filmdannelse og andre formål.

2. Belægningsfelt

Celluloseestere spiller en meget vigtig rolle i belægningsapplikationer. Celluloseestere bruges i bindemidler, modificerede harpikser eller præfilmmaterialer for at give belægninger med mange fremragende egenskaber.

3. Membranteknologifelt

Cellulose og afledte materialer har fordelene ved stor produktion, stabil ydeevne og genanvendelighed. Gennem lag-for-lag-selvsamling, faseinversionsmetode, elektrospinningsteknologi og andre midler kan membranmaterialer med fremragende separationsydelse fremstilles. Inden for membranteknologi er meget udbredt.

4. Byggefelt

Celluloseethere har høj termisk reversibel gelstyrke og er derfor anvendelige som additiver i konstruktionskomponenter, såsom cementbaserede fliseklæbende additiver.

5. Luftfart, nye energikøretøjer og avanceret elektronisk udstyr

Cellulosebaserede funktionelle optoelektroniske materialer kan bruges i rumfart, nye energikøretøjer og avancerede elektroniske enheder.

6. Andre felter

Problemer og løsninger i celluloseapplikation

På nuværende tidspunkt har cellulose stadig nogle iboende mangler. På grund af egenskaberne ved dens aggregerede struktur kan cellulose ikke smeltes og er vanskelig at opløse i konventionelle opløsningsmidler, hvilket i høj grad begrænser udviklingen og udnyttelsen af ​​cellulosematerialer. Såsom dårlig opløselighed i almindelige opløsningsmidler, mangel på termoplasticitet, høj hydrofilicitet og mangel på antibakterielle egenskaber.

Derfor er design og konstruktion af nye celluloseafledte materialer grundlaget for en effektiv udnyttelse af cellulose, og udvikling af ren og effektiv celluloseopløsningsteknologi er en vigtig måde og garanti for en effektiv udnyttelse af cellulose.