Različne uporabe celuloze in njenih derivatov

Celuloza je makromolekularni polisaharid, sestavljen iz glukoze, ki se v velikih količinah nahaja v zelenih rastlinah in morskih organizmih. Je najbolj razširjen in največji naravni polimerni material v naravi. Ima dobro biokompatibilnost, obnovljivost in biorazgradljivost ter druge prednosti. S fotosintezo lahko rastline vsako leto sintetizirajo na stotine milijonov ton celuloze.

Možnosti uporabe celuloze

Tradicionalna celuloza se pogosto uporablja zaradi lastnih fizikalnih in kemijskih lastnosti, medtem ko ima naravna polimerna celuloza po predelavi in ​​modifikaciji različne funkcionalne lastnosti, ki lahko zadovoljijo različne potrebe različnih industrij. Funkcionalna uporaba celuloznih funkcionalnih materialov je postala naravni razvojni trendi in raziskovalna žarišča polimernih materialov.

Derivati ​​celuloze se proizvajajo z zaestrenjem ali zaetrenjem hidroksilnih skupin v celuloznih polimerih s kemičnimi reagenti. Glede na strukturne značilnosti reakcijskih produktov lahko celulozne derivate razdelimo v tri kategorije: celulozni etri, celulozni estri in celulozni etrski estri.

1. Celulozni eter

Celulozni eter je splošni izraz za vrsto celuloznih derivatov, ki nastanejo z reakcijo alkalne celuloze in sredstva za eteriranje pod določenimi pogoji. Celulozni eter je nekakšen derivat celuloze z različnimi vrstami, širokimi področji uporabe, velikim obsegom proizvodnje in visoko raziskovalno vrednostjo. Njegova uporaba vključuje številna področja, kot so industrija, kmetijstvo, dnevna kemična industrija, varstvo okolja, letalstvo in nacionalna obramba.

Celulozni etri, ki se dejansko komercialno uporabljajo, so: metil celuloza, karboksimetil celuloza, etil celuloza, hidroksietil celuloza, cianoetil celuloza, hidroksipropil celuloza in hidroksipropil metilceluloza celuloza itd.

2. Celulozni estri

Celulozni estri se pogosto uporabljajo na področju nacionalne obrambe, kemične industrije, biologije, medicine, gradbeništva in celo v letalstvu.

Celulozni estri, ki se dejansko komercialno uporabljajo, so: celulozni nitrat, celulozni acetat, celulozni acetat butirat in celulozni ksantat.
3. Celulozni ester

Estri celuloznega etra so mešani derivati ​​ester-eter.

Polje uporabe

1. Farmacevtsko področje

Derivati ​​celuloznega etra in estra se pogosto uporabljajo v medicini za zgoščevanje, ekscipient, podaljšano sproščanje, nadzorovano sproščanje, oblikovanje filma in druge namene.

2. Polje premaza

Celulozni estri imajo zelo pomembno vlogo pri nanašanju premazov. Celulozni estri se uporabljajo v vezivih, modificiranih smolah ali predslojnih materialih za zagotavljanje premazov s številnimi odličnimi lastnostmi.

3. Področje membranske tehnologije

Prednosti celuloze in derivatov so velika proizvodnja, stabilna zmogljivost in možnost recikliranja. S samosestavljanjem po plasteh, metodo fazne inverzije, tehnologijo elektropredenja in drugimi sredstvi je mogoče pripraviti membranske materiale z odlično zmogljivostjo ločevanja. Na področju membranske tehnologije se pogosto uporablja.

4. Gradbeno področje

Celulozni etri imajo visoko toplotno reverzibilno trdnost gela in so zato uporabni kot dodatki v gradbenih komponentah, kot so dodatki za lepila za ploščice na osnovi cementa.

5. Aerospace, nova energetska vozila in vrhunske elektronske naprave

Funkcionalni optoelektronski materiali na osnovi celuloze se lahko uporabljajo v letalstvu, novih energetskih vozilih in elektronskih napravah višjega cenovnega razreda.

6. Druga področja

Težave in rešitve pri uporabi celuloze

Trenutno ima celuloza še vedno nekaj inherentnih pomanjkljivosti. Zaradi značilnosti svoje agregatne strukture se celuloza ne tali in se težko raztopi v običajnih topilih, kar močno omejuje razvoj in uporabo celuloznih materialov. Kot na primer slaba topnost v običajnih topilih, pomanjkanje termoplastičnosti, visoka hidrofilnost in pomanjkanje antibakterijskih lastnosti.

Zato sta načrtovanje in konstrukcija novih materialov, pridobljenih iz celuloze, osnova za učinkovito izrabo celuloze, razvoj čiste in učinkovite tehnologije raztapljanja celuloze pa pomemben način in zagotovilo za učinkovito izrabo celuloze.