Berbagai aplikasi selulosa dan turunannya

Selulosa adalah polisakarida makromolekul yang terdiri dari glukosa, yang terdapat dalam jumlah besar pada tumbuhan hijau dan organisme laut. Ini adalah bahan polimer alami yang paling luas distribusinya dan terbesar di alam. Ia memiliki biokompatibilitas yang baik, terbarukan dan dapat terurai secara hayati serta keunggulan lainnya. Melalui fotosintesis, tanaman dapat mensintesis ratusan juta ton selulosa setiap tahunnya.

Prospek Penerapan Selulosa

Selulosa tradisional telah banyak digunakan karena sifat fisik dan kimianya, sedangkan selulosa bahan polimer alami memiliki sifat fungsional yang berbeda setelah pengolahan dan modifikasi, yang dapat memenuhi kebutuhan yang berbeda dari berbagai industri. Pemanfaatan fungsional bahan fungsional selulosa telah menjadi tren alami dalam pengembangan dan pusat penelitian bahan polimer.

Turunan selulosa dihasilkan melalui esterifikasi atau eterifikasi gugus hidroksil dalam polimer selulosa dengan reagen kimia. Menurut karakteristik struktural produk reaksi, turunan selulosa dapat dibagi menjadi tiga kategori: selulosa eter, ester selulosa, dan ester selulosa eter.

1. Selulosa eter

Selulosa eter adalah istilah umum untuk serangkaian turunan selulosa yang dibentuk oleh reaksi alkali selulosa dan zat eterifikasi dalam kondisi tertentu. Selulosa eter merupakan salah satu jenis turunan selulosa dengan berbagai jenis, bidang aplikasi yang luas, volume produksi yang besar dan nilai penelitian yang tinggi. Penerapannya melibatkan banyak bidang seperti industri, pertanian, industri kimia sehari-hari, perlindungan lingkungan, dirgantara dan pertahanan negara.

Selulosa eter yang sebenarnya digunakan secara komersial adalah: metil selulosa, karboksimetil selulosa, etil selulosa, hidroksietil selulosa, sianoetil selulosa, hidroksipropil selulosa dan hidroksipropil metilselulosa Selulosa dll.

2. Ester selulosa

Ester selulosa banyak digunakan di bidang pertahanan negara, industri kimia, biologi, kedokteran, konstruksi bahkan dirgantara.

Ester selulosa yang sebenarnya digunakan secara komersial adalah: selulosa nitrat, selulosa asetat, selulosa asetat butirat dan selulosa xantat.
3. Selulosa eter ester

Ester selulosa eter merupakan turunan campuran ester-eter.

Bidang aplikasi

1. Bidang Farmasi

Turunan selulosa eter dan ester banyak digunakan dalam pengobatan untuk pengentalan, eksipien, pelepasan berkelanjutan, pelepasan terkontrol, pembentukan film dan keperluan lainnya.

2. Bidang pelapisan

Ester selulosa memainkan peran yang sangat penting dalam aplikasi pelapisan. Ester selulosa digunakan dalam bahan pengikat, resin termodifikasi, atau bahan pra-film untuk menghasilkan pelapis dengan banyak sifat unggul.

3. Bidang teknologi membran

Bahan selulosa dan turunannya memiliki keunggulan berupa keluaran besar, kinerja stabil, dan dapat didaur ulang. Melalui perakitan mandiri lapis demi lapis, metode inversi fase, teknologi electrospinning, dan cara lainnya, bahan membran dengan kinerja pemisahan yang sangat baik dapat disiapkan. Di bidang teknologi membran banyak digunakan.

4. Bidang konstruksi

Selulosa eter memiliki kekuatan gel yang dapat dibalik secara termal dan oleh karena itu berguna sebagai bahan tambahan dalam komponen konstruksi, seperti bahan tambahan perekat ubin berbahan dasar semen.

5. Dirgantara, kendaraan energi baru, dan perangkat elektronik kelas atas

Bahan optoelektronik fungsional berbasis selulosa dapat digunakan di ruang angkasa, kendaraan energi baru, dan perangkat elektronik kelas atas.

6. Bidang lainnya

Permasalahan dan Solusi dalam Penerapan Selulosa

Saat ini, selulosa masih memiliki beberapa kekurangan yang melekat. Karena karakteristik struktur agregatnya, selulosa tidak dapat dicairkan dan sulit larut dalam pelarut konvensional, sehingga sangat membatasi pengembangan dan pemanfaatan bahan selulosa. Seperti kelarutan yang buruk dalam pelarut umum, kurangnya termoplastisitas, hidrofilisitas yang tinggi dan kurangnya sifat antibakteri.

Oleh karena itu, perancangan dan konstruksi bahan turunan selulosa baru merupakan dasar bagi pemanfaatan selulosa secara efisien, dan pengembangan teknologi pelarutan selulosa yang bersih dan efisien merupakan cara dan jaminan penting bagi pemanfaatan selulosa secara efisien.