Różne zastosowania celulozy i jej pochodnych

Celuloza to wielkocząsteczkowy polisacharyd składający się z glukozy, który występuje w dużych ilościach w roślinach zielonych i organizmach morskich. Jest to najbardziej rozpowszechniony i największy naturalny materiał polimerowy w przyrodzie. Ma dobrą biokompatybilność, odnawialność i biodegradowalność oraz inne zalety. Dzięki fotosyntezie rośliny mogą syntetyzować setki milionów ton celulozy rocznie.

Perspektywy zastosowania celulozy

Tradycyjna celuloza jest szeroko stosowana ze względu na swoje własne właściwości fizyczne i chemiczne, podczas gdy naturalny materiał polimerowy, celuloza, ma różne właściwości funkcjonalne po przetworzeniu i modyfikacji, co może zaspokoić różne potrzeby różnych gałęzi przemysłu. Funkcjonalne wykorzystanie celulozowych materiałów funkcjonalnych stało się naturalnym trendem rozwojowym i głównymi obszarami badań nad materiałami polimerowymi.

Pochodne celulozy wytwarza się poprzez estryfikację lub eteryfikację grup hydroksylowych w polimerach celulozy za pomocą odczynników chemicznych. Zgodnie z charakterystyką strukturalną produktów reakcji, pochodne celulozy można podzielić na trzy kategorie: etery celulozy, estry celulozy i estry eterów celulozy.

1. Eter celulozy

Eter celulozy to ogólne określenie szeregu pochodnych celulozy powstałych w reakcji celulozy alkalicznej i środka eteryfikującego w określonych warunkach. Eter celulozy jest rodzajem pochodnej celulozy o różnych typach, szerokim zakresie zastosowań, dużej wielkości produkcji i wysokiej wartości badawczej. Jego zastosowanie obejmuje wiele dziedzin, takich jak przemysł, rolnictwo, przemysł chemiczny, ochrona środowiska, lotnictwo i obrona narodowa.

Etery celulozy, które są faktycznie stosowane w handlu, to: metyloceluloza, karboksymetyloceluloza, etyloceluloza, hydroksyetyloceluloza, cyjanoetyloceluloza, hydroksypropyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza celuloza itp.

2. Estry celulozy

Estry celulozy znajdują szerokie zastosowanie w dziedzinie obrony narodowej, przemysłu chemicznego, biologii, medycyny, budownictwa, a nawet lotnictwa i kosmonautyki.

Estry celulozy, które są faktycznie stosowane w handlu, to: azotan celulozy, octan celulozy, octanomaślan celulozy i ksantogenian celulozy.
3. Ester eteru celulozy

Estry celulozy są pochodnymi mieszanymi eterowo-estrowymi.

Pole aplikacji

1. Dziedzina farmaceutyczna

Pochodne eteru i estrów celulozy są szeroko stosowane w medycynie do zagęszczania, substancji pomocniczych, przedłużonego uwalniania, kontrolowanego uwalniania, tworzenia błony i innych celów.

2. Pole powłoki

Estry celulozy odgrywają bardzo ważną rolę w zastosowaniach powłokowych. Estry celulozy stosuje się w spoiwach, modyfikowanych żywicach lub materiałach przedpowłokowych, aby zapewnić powłoki o wielu doskonałych właściwościach.

3. Dziedzina technologii membranowej

Materiały celulozowe i pochodne mają zalety dużej wydajności, stabilnej wydajności i możliwości recyklingu. Dzięki samoorganizacji warstwa po warstwie, metodzie inwersji faz, technologii elektroprzędzenia i innym środkom można przygotować materiały membranowe o doskonałych właściwościach separacji. W dziedzinie technologii membranowej szeroko stosowane.

4. Dziedzina budownictwa

Etery celulozy mają wysoką termicznie odwracalną wytrzymałość żelu i dlatego są przydatne jako dodatki do elementów konstrukcyjnych, takie jak dodatki do klejów do płytek na bazie cementu.

5. Lotnictwo, pojazdy nowej energii i wysokiej klasy urządzenia elektroniczne

Funkcjonalne materiały optoelektroniczne na bazie celulozy można stosować w przemyśle lotniczym, pojazdach nowych źródeł energii i zaawansowanych urządzeniach elektronicznych.

6. Inne pola

Problemy i rozwiązania w zastosowaniu celulozy

Obecnie celuloza nadal ma pewne nieodłączne wady. Ze względu na swoją zagregowaną strukturę celuloza nie ulega stopieniu i jest trudna do rozpuszczenia w konwencjonalnych rozpuszczalnikach, co znacznie ogranicza rozwój i wykorzystanie materiałów celulozowych. Takie jak słaba rozpuszczalność w zwykłych rozpuszczalnikach, brak termoplastyczności, wysoka hydrofilowość i brak właściwości antybakteryjnych.

Dlatego projektowanie i konstruowanie nowych materiałów celulozowych jest podstawą efektywnego wykorzystania celulozy, a rozwój czystej i wydajnej technologii rozpuszczania celulozy jest ważnym sposobem i gwarancją efektywnego wykorzystania celulozy.