Varie applicazioni della cellulosa e dei suoi derivati

La cellulosa è un polisaccaride macromolecolare composto da glucosio, presente in grandi quantità nelle piante verdi e negli organismi marini. È il materiale polimerico naturale più ampiamente distribuito e più grande in natura. Ha una buona biocompatibilità, rinnovabile e biodegradabile e altri vantaggi. Attraverso la fotosintesi, le piante possono sintetizzare centinaia di milioni di tonnellate di cellulosa ogni anno.

Prospettive di applicazione della cellulosa

La cellulosa tradizionale è stata ampiamente utilizzata grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche, mentre la cellulosa del materiale polimerico naturale ha diverse proprietà funzionali dopo la lavorazione e la modifica, che possono soddisfare le diverse esigenze di vari settori. L'utilizzo funzionale dei materiali funzionali in cellulosa è diventato una tendenza naturale dello sviluppo e punti caldi della ricerca dei materiali polimerici.

I derivati ​​​​della cellulosa sono prodotti mediante esterificazione o eterificazione dei gruppi idrossilici nei polimeri di cellulosa con reagenti chimici. In base alle caratteristiche strutturali dei prodotti di reazione, i derivati ​​della cellulosa possono essere suddivisi in tre categorie: eteri di cellulosa, esteri di cellulosa ed esteri di etere di cellulosa.

1. Etere di cellulosa

L'etere di cellulosa è un termine generale per una serie di derivati ​​della cellulosa formati dalla reazione della cellulosa alcalina e dell'agente eterificante in determinate condizioni. L'etere di cellulosa è un tipo di derivato della cellulosa con vari tipi, ampi campi di applicazione, grande volume di produzione e alto valore di ricerca. La sua applicazione coinvolge molti campi come l'industria, l'agricoltura, l'industria chimica quotidiana, la protezione ambientale, l'aerospaziale e la difesa nazionale.

Gli eteri di cellulosa attualmente utilizzati commercialmente sono: metilcellulosa, carbossimetilcellulosa, etilcellulosa, idrossietilcellulosa, cianoetilcellulosa, idrossipropilcellulosa e idrossipropilmetilcellulosa Cellulosa ecc.

2. Esteri di cellulosa

Gli esteri di cellulosa sono ampiamente utilizzati nei settori della difesa nazionale, dell'industria chimica, della biologia, della medicina, dell'edilizia e persino dell'aerospaziale.

Gli esteri di cellulosa attualmente utilizzati commercialmente sono: nitrato di cellulosa, acetato di cellulosa, acetato butirrato di cellulosa e xantato di cellulosa.
3. Estere etere di cellulosa

Gli esteri eterei di cellulosa sono derivati ​​misti estere-etere.

Campo di applicazione

1. Settore farmaceutico

L'etere di cellulosa e i derivati ​​esteri sono ampiamente utilizzati in medicina per addensare, eccipiente, rilascio prolungato, rilascio controllato, formazione di film e altri scopi.

2. Settore del rivestimento

Gli esteri di cellulosa svolgono un ruolo molto importante nelle applicazioni di rivestimento. Gli esteri di cellulosa vengono utilizzati in leganti, resine modificate o materiali pre-pellicola per fornire rivestimenti con molte proprietà eccellenti.

3. Campo della tecnologia delle membrane

La cellulosa e i materiali derivati ​​presentano i vantaggi di una grande produzione, prestazioni stabili e riciclabilità. Attraverso l'autoassemblaggio strato per strato, il metodo di inversione di fase, la tecnologia di elettrofilatura e altri mezzi, è possibile preparare materiali di membrana con eccellenti prestazioni di separazione. Nel campo della tecnologia a membrana ampiamente utilizzata.

4. Settore edile

Gli eteri di cellulosa hanno un'elevata resistenza del gel termicamente reversibile e sono quindi utili come additivi nei componenti da costruzione, come gli additivi adesivi per piastrelle a base di cemento.

5. Aerospaziale, veicoli a nuova energia e dispositivi elettronici di fascia alta

I materiali optoelettronici funzionali a base di cellulosa possono essere utilizzati nel settore aerospaziale, nei veicoli di nuova energia e nei dispositivi elettronici di fascia alta.

6. Altri campi

Problemi e soluzioni nell'applicazione della cellulosa

Allo stato attuale, la cellulosa presenta ancora alcune carenze intrinseche. A causa delle caratteristiche della sua struttura aggregata, la cellulosa non può essere fusa ed è difficile da sciogliere nei solventi convenzionali, il che limita notevolmente lo sviluppo e l'utilizzo di materiali cellulosici. Come scarsa solubilità nei comuni solventi, mancanza di termoplasticità, elevata idrofilia e mancanza di proprietà antibatteriche.

Pertanto, la progettazione e la costruzione di nuovi materiali derivati ​​dalla cellulosa rappresentano la base per l'utilizzo efficiente della cellulosa e lo sviluppo di una tecnologia di dissoluzione della cellulosa pulita ed efficiente è un modo importante e una garanzia per l'utilizzo efficiente della cellulosa.