Diverses applications de la cellulose et de ses dérivés

La cellulose est un polysaccharide macromoléculaire composé de glucose, présent en grande quantité dans les plantes vertes et les organismes marins. Il s’agit du matériau polymère naturel le plus répandu et le plus important dans la nature. Il présente une bonne biocompatibilité, renouvelable et biodégradable et d'autres avantages. Grâce à la photosynthèse, les plantes peuvent synthétiser des centaines de millions de tonnes de cellulose chaque année.

Perspectives d'application de la cellulose

La cellulose traditionnelle a été largement utilisée en raison de ses propres propriétés physiques et chimiques, tandis que la cellulose, un matériau polymère naturel, a des propriétés fonctionnelles différentes après traitement et modification, qui peuvent répondre aux différents besoins de diverses industries. L'utilisation fonctionnelle des matériaux fonctionnels cellulosiques est devenue une tendance naturelle du développement et des points chauds de recherche des matériaux polymères.

Les dérivés de cellulose sont produits par estérification ou éthérification de groupes hydroxyles dans des polymères cellulosiques avec des réactifs chimiques. Selon les caractéristiques structurelles des produits de réaction, les dérivés de cellulose peuvent être divisés en trois catégories : les éthers de cellulose, les esters de cellulose et les esters d'éther de cellulose.

1. Éther de cellulose

L'éther de cellulose est un terme général désignant une série de dérivés de cellulose formés par la réaction de la cellulose alcaline et d'un agent éthérifiant dans certaines conditions. L'éther de cellulose est une sorte de dérivé de cellulose avec différents types, de larges domaines d'application, un grand volume de production et une valeur de recherche élevée. Son application concerne de nombreux domaines tels que l'industrie, l'agriculture, l'industrie chimique quotidienne, la protection de l'environnement, l'aérospatiale et la défense nationale.

Les éthers de cellulose actuellement utilisés commercialement sont : la méthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, l'éthylcellulose, l'hydroxyéthylcellulose, la cyanoéthylcellulose, l'hydroxypropylcellulose et l'hydroxypropylméthylcellulose cellulose, etc.

2. Esters de cellulose

Les esters de cellulose sont largement utilisés dans les domaines de la défense nationale, de l’industrie chimique, de la biologie, de la médecine, de la construction ou encore de l’aérospatiale.

Les esters de cellulose actuellement utilisés commercialement sont : le nitrate de cellulose, l'acétate de cellulose, l'acétate-butyrate de cellulose et le xanthate de cellulose.
3. Ester d'éther de cellulose

Les esters d'éther de cellulose sont des dérivés mixtes ester-éther.

Champ d'application

1. Domaine pharmaceutique

Les dérivés d'éther et d'ester de cellulose sont largement utilisés en médecine à des fins d'épaississement, d'excipient, de libération prolongée, de libération contrôlée, de formation de film et à d'autres fins.

2. Champ de revêtement

Les esters de cellulose jouent un rôle très important dans les applications de revêtement. Les esters de cellulose sont utilisés dans les liants, les résines modifiées ou les matériaux de pré-film pour fournir des revêtements dotés de nombreuses excellentes propriétés.

3. Domaine de la technologie des membranes

La cellulose et les matériaux dérivés présentent les avantages d'un rendement important, de performances stables et d'une recyclabilité. Grâce à l'auto-assemblage couche par couche, à la méthode d'inversion de phase, à la technologie d'électrofilage et à d'autres moyens, des matériaux membranaires présentant d'excellentes performances de séparation peuvent être préparés. Dans le domaine de la technologie membranaire largement utilisée.

4. Domaine du bâtiment

Les éthers de cellulose ont une résistance de gel thermiquement réversible élevée et sont donc utiles comme additifs dans des composants de construction, tels que des additifs pour colles à carrelage à base de ciment.

5. Aérospatiale, véhicules à énergies nouvelles et appareils électroniques haut de gamme

Les matériaux optoélectroniques fonctionnels à base de cellulose peuvent être utilisés dans l'aérospatiale, les véhicules à énergies nouvelles et les appareils électroniques haut de gamme.

6. Autres champs

Problèmes et solutions dans l'application de la cellulose

À l’heure actuelle, la cellulose présente encore certains défauts inhérents. En raison des caractéristiques de sa structure agrégée, la cellulose ne peut pas fondre et est difficile à dissoudre dans les solvants conventionnels, ce qui limite considérablement le développement et l’utilisation de matériaux cellulosiques. Tels qu'une mauvaise solubilité dans les solvants courants, un manque de thermoplasticité, une hydrophilie élevée et un manque de propriétés antibactériennes.

Par conséquent, la conception et la construction de nouveaux matériaux dérivés de la cellulose constituent la base d’une utilisation efficace de la cellulose, et le développement d’une technologie de dissolution propre et efficace de la cellulose constitue un moyen important et une garantie pour l’utilisation efficace de la cellulose.