Razne primjene celuloze i njezinih derivata

Celuloza je makromolekularni polisaharid sastavljen od glukoze, koja postoji u velikim količinama u zelenim biljkama i morskim organizmima. To je najrašireniji i najveći prirodni polimerni materijal u prirodi. Ima dobru biokompatibilnost, obnovljiv je i biorazgradiv i druge prednosti. Putem fotosinteze, biljke mogu sintetizirati stotine milijuna tona celuloze svake godine.

Mogućnosti primjene celuloze

Tradicionalna celuloza naširoko se koristi zbog vlastitih fizičkih i kemijskih svojstava, dok prirodni polimerni materijal celuloza ima različita funkcionalna svojstva nakon obrade i modifikacije, što može zadovoljiti različite potrebe različitih industrija. Funkcionalna uporaba celuloznih funkcionalnih materijala postala je prirodni razvojni trend i žarište istraživanja polimernih materijala.

Derivati ​​celuloze proizvode se esterificiranjem ili eterifikacijom hidroksilnih skupina u celuloznim polimerima kemijskim reagensima. Prema strukturnim karakteristikama produkata reakcije, derivati ​​celuloze mogu se podijeliti u tri kategorije: celulozni eteri, celulozni esteri i celulozni esterski esteri.

1. Celulozni eter

Celulozni eter je opći naziv za niz derivata celuloze nastalih reakcijom alkalne celuloze i agensa za eterifikaciju pod određenim uvjetima. Celulozni eter je vrsta derivata celuloze s različitim vrstama, širokim područjima primjene, velikim obujmom proizvodnje i visokom istraživačkom vrijednošću. Njegova primjena uključuje mnoga područja kao što su industrija, poljoprivreda, dnevna kemijska industrija, zaštita okoliša, zrakoplovstvo i nacionalna obrana.

Celulozni eteri koji se zapravo komercijalno koriste su: metil celuloza, karboksimetil celuloza, etil celuloza, hidroksietil celuloza, cijanoetil celuloza, hidroksipropil celuloza i hidroksipropil metilceluloza celuloza itd.

2. Esteri celuloze

Esteri celuloze naširoko se koriste u područjima nacionalne obrane, kemijske industrije, biologije, medicine, građevinarstva pa čak i zrakoplovstva.

Esteri celuloze koji se zapravo komercijalno koriste su: celulozni nitrat, celulozni acetat, celulozni acetat butirat i celulozni ksantat.
3. Celulozni eter ester

Esteri celuloznog etera su ester-eter mješoviti derivati.

Polje primjene

1. Farmaceutsko područje

Derivati ​​celuloznog etera i estera naširoko se koriste u medicini za zgušnjavanje, pomoćne tvari, produljeno otpuštanje, kontrolirano otpuštanje, stvaranje filma i druge svrhe.

2. Polje premazivanja

Esteri celuloze igraju vrlo važnu ulogu u primjenama premaza. Esteri celuloze koriste se u vezivima, modificiranim smolama ili predslojnim materijalima za dobivanje premaza s mnogim izvrsnim svojstvima.

3. Područje membranske tehnologije

Celuloza i derivati ​​imaju prednosti velikog učinka, stabilnih performansi i mogućnosti recikliranja. Samosastavljanjem sloj po sloj, metodom fazne inverzije, tehnologijom elektropredenja i drugim sredstvima mogu se pripremiti membranski materijali s izvrsnim učinkom odvajanja. U području membranske tehnologije široko se koristi.

4. Građevinsko polje

Celulozni eteri imaju visoku toplinski reverzibilnu čvrstoću gela i stoga su korisni kao aditivi u građevinskim komponentama, kao što su aditivi za ljepila za pločice na bazi cementa.

5. Zrakoplovstvo, nova energetska vozila i vrhunski elektronički uređaji

Funkcionalni optoelektronički materijali na bazi celuloze mogu se koristiti u zrakoplovstvu, novim energetskim vozilima i vrhunskim elektroničkim uređajima.

6. Ostala polja

Problemi i rješenja u primjeni celuloze

Trenutačno celuloza još uvijek ima neke inherentne nedostatke. Zbog karakteristika svoje agregatne strukture, celuloza se ne može topiti i teško se otapa u uobičajenim otapalima, što uvelike ograničava razvoj i korištenje celuloznih materijala. Kao što je slaba topljivost u uobičajenim otapalima, nedostatak termoplastičnosti, visoka hidrofilnost i nedostatak antibakterijskih svojstava.

Stoga je projektiranje i konstrukcija novih materijala dobivenih od celuloze osnova za učinkovito iskorištavanje celuloze, a razvoj čiste i učinkovite tehnologije otapanja celuloze važan je način i jamstvo za učinkovito iskorištavanje celuloze.