સેલ્યુલોઝ અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝની વિવિધ એપ્લિકેશનો

સેલ્યુલોઝ એ ગ્લુકોઝથી બનેલું મેક્રોમોલેક્યુલર પોલિસેકરાઇડ છે, જે લીલા છોડ અને દરિયાઈ જીવોમાં મોટી માત્રામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તે પ્રકૃતિમાં સૌથી વધુ વિતરિત અને સૌથી મોટી કુદરતી પોલિમર સામગ્રી છે. તેમાં સારી જૈવ સુસંગતતા, નવીનીકરણીય અને બાયોડિગ્રેડેબલ અને અન્ય ફાયદા છે. પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા, છોડ દર વર્ષે લાખો ટન સેલ્યુલોઝનું સંશ્લેષણ કરી શકે છે.

સેલ્યુલોઝ એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ

પરંપરાગત સેલ્યુલોઝ તેના પોતાના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યારે કુદરતી પોલિમર સામગ્રી સેલ્યુલોઝ પ્રક્રિયા અને ફેરફાર પછી વિવિધ કાર્યાત્મક ગુણધર્મો ધરાવે છે, જે વિવિધ ઉદ્યોગોની વિવિધ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે. સેલ્યુલોઝ કાર્યાત્મક સામગ્રીનો કાર્યાત્મક ઉપયોગ એ કુદરતી વિકાસના વલણો અને પોલિમર સામગ્રીના સંશોધનના હોટસ્પોટ્સ બની ગયા છે.

સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝ રાસાયણિક રીએજન્ટ્સ સાથે સેલ્યુલોઝ પોલિમરમાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોના એસ્ટરિફિકેશન અથવા ઇથેરફિકેશન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર, સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝને ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: સેલ્યુલોઝ ઇથર્સ, સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સ અને સેલ્યુલોઝ ઇથર એસ્ટર્સ.

1. સેલ્યુલોઝ ઈથર

સેલ્યુલોઝ ઈથર એ સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝની શ્રેણી માટેનો સામાન્ય શબ્દ છે જે અમુક શરતો હેઠળ આલ્કલી સેલ્યુલોઝ અને ઈથરફાઈંગ એજન્ટની પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાય છે. સેલ્યુલોઝ ઈથર એક પ્રકારનું સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ છે જેમાં વિવિધ પ્રકારો, વિશાળ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો, મોટા ઉત્પાદન વોલ્યુમ અને ઉચ્ચ સંશોધન મૂલ્ય છે. તેની એપ્લિકેશનમાં ઉદ્યોગ, કૃષિ, દૈનિક રાસાયણિક ઉદ્યોગ, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, એરોસ્પેસ અને રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ જેવા ઘણા ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે.

સેલ્યુલોઝ ઇથર્સ જે વાસ્તવમાં વ્યાપારી રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે તે છે: મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ, કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ, એથિલ સેલ્યુલોઝ, હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ, સાયનોઇથિલ સેલ્યુલોઝ, હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સેલ્યુલોઝ અને હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ સેલ્યુલોઝ વગેરે.

2. સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સ

સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સ રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ, જીવવિજ્ઞાન, દવા, બાંધકામ અને એરોસ્પેસના ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સ જે વાસ્તવમાં વ્યવસાયિક રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે તે છે: સેલ્યુલોઝ નાઈટ્રેટ, સેલ્યુલોઝ એસિટેટ, સેલ્યુલોઝ એસિટેટ બ્યુટીરેટ અને સેલ્યુલોઝ ઝેન્થેટ.
3. સેલ્યુલોઝ ઈથર એસ્ટર

સેલ્યુલોઝ ઈથર એસ્ટર એસ્ટર-ઈથર મિશ્રિત ડેરિવેટિવ્ઝ છે.

એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર

1. ફાર્માસ્યુટિકલ ક્ષેત્ર

સેલ્યુલોઝ ઈથર અને એસ્ટર ડેરિવેટિવ્ઝનો વ્યાપકપણે દવામાં ઉપયોગ જાડા થવા, ઉત્તેજક, સતત પ્રકાશન, નિયંત્રિત પ્રકાશન, ફિલ્મ બનાવવા અને અન્ય હેતુઓ માટે થાય છે.

2. કોટિંગ ક્ષેત્ર

સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સ કોટિંગ એપ્લિકેશનમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સનો ઉપયોગ બાઈન્ડર, સંશોધિત રેઝિન અથવા પ્રી-ફિલ્મ સામગ્રીમાં ઘણા ઉત્કૃષ્ટ ગુણધર્મો સાથે કોટિંગ પ્રદાન કરવા માટે થાય છે.

3. પટલ ટેકનોલોજી ક્ષેત્ર

સેલ્યુલોઝ અને વ્યુત્પન્ન સામગ્રીમાં મોટા આઉટપુટ, સ્થિર કામગીરી અને પુનઃઉપયોગીતાના ફાયદા છે. લેયર-બાય-લેયર સેલ્ફ-એસેમ્બલી, ફેઝ ઇન્વર્ઝન મેથડ, ઇલેક્ટ્રોસ્પિનિંગ ટેક્નોલોજી અને અન્ય માધ્યમો દ્વારા ઉત્કૃષ્ટ વિભાજન કામગીરી સાથે મેમ્બ્રેન સામગ્રી તૈયાર કરી શકાય છે. પટલ તકનીકના ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

4. બાંધકામ ક્ષેત્ર

સેલ્યુલોઝ ઇથર્સ ઉચ્ચ ઉષ્મીય રીતે ઉલટાવી શકાય તેવી જેલ શક્તિ ધરાવે છે અને તેથી બાંધકામ ઘટકોમાં ઉમેરણો તરીકે ઉપયોગી છે, જેમ કે સિમેન્ટ-આધારિત ટાઇલ એડહેસિવ ઉમેરણો.

5. એરોસ્પેસ, નવા ઉર્જા વાહનો અને હાઇ-એન્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો

સેલ્યુલોઝ-આધારિત કાર્યાત્મક ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક સામગ્રીનો ઉપયોગ એરોસ્પેસ, નવા ઊર્જા વાહનો અને ઉચ્ચ સ્તરના ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં થઈ શકે છે.

6. અન્ય ક્ષેત્રો

સેલ્યુલોઝ એપ્લિકેશનમાં સમસ્યાઓ અને ઉકેલો

હાલમાં, સેલ્યુલોઝમાં હજુ પણ કેટલીક આંતરિક ખામીઓ છે. તેની એકીકૃત રચનાની લાક્ષણિકતાઓને લીધે, સેલ્યુલોઝ ઓગળી શકાતું નથી અને પરંપરાગત દ્રાવકોમાં ઓગળવું મુશ્કેલ છે, જે સેલ્યુલોઝ સામગ્રીના વિકાસ અને ઉપયોગને મોટા પ્રમાણમાં મર્યાદિત કરે છે. જેમ કે સામાન્ય દ્રાવકોમાં નબળી દ્રાવ્યતા, થર્મોપ્લાસ્ટીસીટીનો અભાવ, ઉચ્ચ હાઇડ્રોફિલિસીટી અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મોનો અભાવ.

તેથી, સેલ્યુલોઝના કાર્યક્ષમ ઉપયોગ માટે નવી સેલ્યુલોઝ-પ્રાપ્ત સામગ્રીની રચના અને નિર્માણ એ સેલ્યુલોઝના કાર્યક્ષમ ઉપયોગ માટેનો આધાર છે, અને સ્વચ્છ અને કાર્યક્ષમ સેલ્યુલોઝ વિસર્જન તકનીકનો વિકાસ એ સેલ્યુલોઝના કાર્યક્ષમ ઉપયોગ માટે એક મહત્વપૂર્ણ માર્ગ અને બાંયધરી છે.