A cellulóz és származékai különféle alkalmazásai

A cellulóz egy glükózból álló makromolekuláris poliszacharid, amely nagy mennyiségben fordul elő zöld növényekben és tengeri élőlényekben. Ez a legszélesebb körben elterjedt és legnagyobb természetes polimer anyag a természetben. Jó biokompatibilitású, megújuló és biológiailag lebomló és egyéb előnyei vannak. A fotoszintézis révén a növények évente több száz millió tonna cellulózt tudnak szintetizálni.

A cellulóz alkalmazásának kilátásai

A hagyományos cellulózt saját fizikai és kémiai tulajdonságainak köszönhetően széles körben alkalmazzák, míg a természetes polimer anyagú cellulóz feldolgozás és módosítás után eltérő funkcionális tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek kielégítik a különböző iparágak eltérő igényeit. A cellulóz funkcionális anyagok funkcionális hasznosítása természetessé vált A polimer anyagok fejlesztési irányai és kutatási gócpontjai.

A cellulózszármazékokat cellulózpolimerek hidroxilcsoportjainak kémiai reagensekkel történő észterezésével vagy éterezésével állítják elő. A reakciótermékek szerkezeti jellemzői szerint a cellulózszármazékok három kategóriába sorolhatók: cellulóz-éterek, cellulóz-észterek és cellulóz-éter-észterek.

1. Cellulóz-éter

A cellulóz-éter az alkálifém-cellulóz és az éterezőszer bizonyos körülmények közötti reakciója során keletkező cellulóz-származékok sorozatának általános kifejezése. A cellulóz-éter egyfajta cellulóz-származék, különféle típusokkal, széles felhasználási területekkel, nagy gyártási volumennel és magas kutatási értékkel. Alkalmazása számos területet érint, mint például az ipar, a mezőgazdaság, a napi vegyipar, a környezetvédelem, a repülés és a honvédelem.

A kereskedelemben ténylegesen használt cellulóz-éterek a következők: metil-cellulóz, karboxi-metil-cellulóz, etil-cellulóz, hidroxi-etil-cellulóz, ciano-etil-cellulóz, hidroxi-propil-cellulóz és hidroxi-propil-metil-cellulóz, cellulóz stb.

2. Cellulóz-észterek

A cellulóz-észtereket széles körben használják a honvédelem, a vegyipar, a biológia, az orvostudomány, az építőipar és még a repülés területén is.

A kereskedelemben ténylegesen használt cellulóz-észterek a következők: cellulóz-nitrát, cellulóz-acetát, cellulóz-acetát-butirát és cellulóz-xantát.
3. Cellulóz-éter-észter

A cellulóz-éter-észterek észter-éter vegyes származékok.

Alkalmazási mező

1. Gyógyszerészet

A cellulóz-étert és észterszármazékokat széles körben használják a gyógyászatban sűrítésre, segédanyagokra, nyújtott hatóanyag-leadásra, szabályozott hatóanyag-leadásra, filmképzésre és egyéb célokra.

2. Bevonat mező

A cellulóz-észterek nagyon fontos szerepet játszanak a bevonatolási alkalmazásokban. A cellulóz-észtereket kötőanyagokban, módosított gyantákban vagy filmelőanyagokban használják, hogy számos kiváló tulajdonsággal rendelkező bevonatot biztosítsanak.

3. Membrántechnológiai terület

A cellulóz és származékos anyagok előnye a nagy teljesítmény, a stabil teljesítmény és az újrahasznosíthatóság. Rétegenkénti önszereléssel, fázisinverziós módszerrel, elektrofonó technológiával és egyéb eszközökkel kiváló elválasztási teljesítményű membránanyagok állíthatók elő. A membrántechnológia területén széles körben használják.

4. Építőipari terület

A cellulóz-éterek nagy termikusan reverzibilis gélszilárdsággal rendelkeznek, ezért építőipari alkatrészek, például cement alapú csemperagasztó adalékanyagként használhatók.

5. Repülés, új energetikai járművek és csúcskategóriás elektronikai eszközök

A cellulóz alapú funkcionális optoelektronikai anyagok felhasználhatók a repülésben, az új energetikai járművekben és a csúcskategóriás elektronikai eszközökben.

6. Egyéb mezők

Problémák és megoldások a cellulózalkalmazásban

Jelenleg a cellulóznak még vannak bizonyos hiányosságai. Aggregált szerkezetének sajátosságai miatt a cellulóz nem olvasztható, és nehezen oldódik hagyományos oldószerekben, ami nagymértékben korlátozza a cellulóz anyagok fejlesztését és felhasználását. Ilyen például a közönséges oldószerekben való rossz oldhatóság, a hőre lágyuló képesség hiánya, a magas hidrofilitás és az antibakteriális tulajdonságok hiánya.

Ezért a cellulóz hatékony hasznosításának alapja az új cellulóz-származékú anyagok tervezése és kivitelezése, a tiszta és hatékony cellulózoldási technológia fejlesztése pedig fontos útja és garanciája a cellulóz hatékony hasznosításának.