셀룰로오스는 지구상에서 가장 풍부한 유기 고분자이자 식물 세포벽의 주요 구성 요소인 셀룰로오스에서 파생된 물질 그룹을 의미합니다. 셀룰로오스는 β(1→4) 글리코시드 결합으로 서로 연결된 반복적인 포도당 단위로 구성된 선형 다당류입니다.

셀룰로오스 소재는 크게 천연 소재와 합성 소재의 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다.

천연 셀룰로오스:

1. 목재 펄프: 목재 섬유에서 추출된 목재 펄프는 제지, 직물, 건설 등 다양한 산업에서 사용되는 셀룰로오스의 주요 공급원입니다.
2. 면: 목화 식물의 종자 털에서 얻은 면 섬유는 거의 전적으로 셀룰로오스로 구성됩니다. 면은 부드러움, 통기성, 흡수성으로 인해 직물 생산에 널리 사용됩니다.
3. 대마(Hemp): 대마 식물의 줄기에서 추출한 대마 섬유는 셀룰로오스를 함유하고 있으며 직물, 제지 및 복합 재료에 활용됩니다.
4. 대나무: 대나무 식물의 펄프에서 추출한 대나무 섬유는 셀룰로오스가 풍부하고 섬유 제조뿐만 아니라 종이 및 건축 자재 생산에도 사용됩니다.

합성 셀룰로오스:

1. 재생 셀룰로오스: 수산화구리암모늄 또는 비스코스와 같은 용매에 셀룰로오스를 용해시킨 후 응고조로 압출하여 생성됩니다. 재생셀룰로오스 소재로는 비스코스 레이온, 리오셀(텐셀), 셀룰로오스 아세테이트 등이 있습니다.
2. 셀룰로오스 에스테르(Cellulose Esters): 다양한 산과의 에스테르화 반응을 통해 얻어지는 화학적으로 변형된 셀룰로오스 유도체입니다. 일반적인 셀룰로오스 에스테르에는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 질산염(셀룰로이드) 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트가 포함됩니다. 이러한 재료는 필름 제작, 코팅 및 플라스틱에 응용됩니다.

셀룰로오스의 응용:

1. 직물: 천연(예: 면, 대마) 및 재생(예: 비스코스 레이온, 리오셀)의 셀룰로오스 섬유는 의류, 가정용 직물 및 산업용 직물 제조에 광범위하게 사용됩니다.
2. 종이 및 포장재: 셀룰로오스 원료에서 추출한 목재 펄프는 제지 및 포장재의 주요 원료로 사용됩니다. 셀룰로오스 섬유는 종이 제품에 강도, 흡수성 및 인쇄성을 제공합니다.
3. 건축 자재: 목재 및 대나무와 같은 셀룰로오스 자재는 구조 구성 요소(예: 목재 골조, 합판) 및 장식 마감재(예: 나무 바닥, 대나무 패널) 건축에 활용됩니다.
4. 개인 관리 제품: 셀룰로오스 기반 소재는 부드러움, 강도 및 생분해성으로 인해 물티슈, 티슈, 흡수성 위생 제품을 포함한 개인 관리 제품에 사용됩니다.
5. 식품 및 의약품: 미세결정성 셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체는 농축, 안정화 및 결합 특성을 위해 식품 및 의약품 제제의 부형제로 사용됩니다.

셀룰로오스의 장점:

1. 재생 가능 및 생분해성: 셀룰로오스 소재는 재생 가능한 식물 자원에서 추출되며 생분해성이 있어 합성 폴리머에 대한 환경적으로 지속 가능한 대안이 됩니다.
2. 다용성: 셀룰로오스는 광범위한 특성과 기능성을 나타내어 섬유에서 제약에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 다양한 응용이 가능합니다.
3. 가용성: 셀룰로오스는 목재와 면화에서 대나무와 대마에 이르기까지 자연에 풍부하여 산업용으로 일관되고 안정적인 공급을 보장합니다.
4. 생체적합성: 많은 셀룰로오스 소재는 생체적합성이 있고 독성이 없으므로 식품, 의약품 및 의료 응용 분야에 사용하기에 적합합니다.

요약하면, 셀룰로오스계는 셀룰로오스에서 파생된 다양한 재료를 포괄하며 섬유, 제지, 건설, 개인 관리, 의료 등 산업의 광범위한 응용 분야에 걸쳐 다양성, 지속 가능성 및 생체 적합성을 제공합니다.