En tant que composé polymère naturel, la cellulose a un large éventail d’applications dans le secteur manufacturier. Il provient principalement des parois cellulaires des plantes et constitue l’un des composés organiques les plus abondants sur terre. La cellulose a été largement utilisée dans la fabrication du papier, les textiles, les plastiques, les matériaux de construction, la médecine, l'alimentation et d'autres industries en raison de sa structure moléculaire unique, de sa dégradabilité respectueuse de l'environnement et de ses excellentes propriétés physiques et chimiques.
1. Industrie papetière
L'industrie papetière est le principal domaine d'application de la cellulose. Les fibres végétales peuvent être transformées en pâte après traitement mécanique ou chimique. La cellulose fournit la résistance et la durabilité en tant que composant principal de ce processus. Dans le processus de fabrication du papier, l'absorption d'eau, le lissé et la résistance à la traction du papier peuvent être contrôlés en ajoutant des additifs chimiques et en utilisant différentes combinaisons de fibres. L'émergence du papier recyclé met encore davantage l'accent sur la durabilité et la recyclabilité de la cellulose, la rendant plus avantageuse dans les matériaux respectueux de l'environnement.
2. Industrie textile
Les fibres de cellulose (comme le coton) sont largement utilisées dans la fabrication de tissus comme matière première de base de l'industrie textile. Les fibres de coton contiennent plus de 90 % de cellulose, ce qui les rend douces, hygroscopiques, respirantes et autres excellentes propriétés, adaptées à la fabrication de divers types de vêtements. Ces dernières années, les fibres de cellulose peuvent être traitées chimiquement pour former des fibres de cellulose régénérées telles que des fibres de viscose et des fibres modales, élargissant ainsi l'application de la cellulose dans l'industrie textile. Ces fibres sont non seulement douces et confortables, mais possèdent également de bonnes propriétés antibactériennes et biodégradables.
3. Bioplastiques et matériaux biodégradables
La cellulose peut être utilisée pour fabriquer des plastiques biodégradables dans l'industrie du plastique, ce qui constitue l'un des axes de recherche importants pour résoudre le problème de la « pollution blanche ». En transformant la cellulose en acétate de cellulose ou en éther de cellulose, elle peut être utilisée pour fabriquer des films plastiques, de la vaisselle, etc. respectueux de l'environnement. Ces matériaux ont une forte stabilité chimique et des propriétés physiques et sont faciles à dégrader dans l'environnement naturel, réduisant ainsi l'impact de déchets plastiques sur l’environnement écologique.
4. Matériaux de construction
Dans l'industrie de la construction, la cellulose est largement utilisée pour fabriquer des panneaux de fibrociment, des plaques de plâtre renforcées de fibres et des matériaux d'isolation thermique. La combinaison de fibres de cellulose avec d'autres matériaux peut améliorer leur résistance aux chocs, leur résistance à la traction et améliorer l'isolation thermique et phonique. Par exemple, le matériau d'isolation thermique cellulosique est un matériau d'isolation thermique respectueux de l'environnement. En injectant de la poudre de cellulose ou des particules de cellulose dans le mur du bâtiment, il peut efficacement isoler et réduire le bruit, et ses propriétés naturelles anti-insectes le rendent plus largement utilisé dans la construction.
5. Industrie alimentaire et pharmaceutique
Les dérivés de cellulose tels que la carboxyméthylcellulose (CMC) et la méthylcellulose (MC) ont également des applications importantes dans les industries alimentaire et pharmaceutique. La carboxyméthylcellulose est largement utilisée comme épaississant, stabilisant et émulsifiant dans les aliments, tandis que la méthylcellulose est souvent utilisée comme désintégrant dans les comprimés en raison de sa bonne adhésivité et de sa biocompatibilité. En outre, la cellulose peut également être ajoutée aux aliments sous forme de fibres alimentaires pour aider les gens à améliorer la santé intestinale.
6. Industrie cosmétique
La cellulose est souvent utilisée comme épaississant et stabilisant dans les cosmétiques. Par exemple, la carboxyméthylcellulose et la cellulose microcristalline courantes peuvent augmenter la viscosité et la stabilité des cosmétiques et éviter la stratification des ingrédients. De plus, la dégradabilité et la non-toxicité de la cellulose la rendent adaptée à une utilisation dans les produits nettoyants, les produits de soins de la peau et le maquillage.
7. Matériaux respectueux de l'environnement et matériaux filtrants
En raison de sa structure poreuse et de sa bonne adsorption, la cellulose est de plus en plus utilisée dans les matériaux filtrants. Les membranes de cellulose et les nanofibres de cellulose sont utilisées dans la filtration de l'air, le traitement de l'eau et le traitement des eaux usées industrielles. Les matériaux filtrants en cellulose peuvent non seulement éliminer les particules en suspension, mais également adsorber les substances nocives, avec les avantages d'une efficacité élevée et d'une protection de l'environnement. De plus, la recherche sur les applications des nanofibres de cellulose leur confère un grand potentiel dans les futures industries de filtration et de protection de l'environnement.
8. Champ énergétique
La biomasse cellulosique a également attiré beaucoup d'attention dans le domaine énergétique. La cellulose peut produire de l'énergie renouvelable telle que le bioéthanol et le biodiesel par biodégradation et fermentation. Comparés à l'énergie pétrochimique, les produits de combustion de l'énergie biomasse sont relativement respectueux de l'environnement et conformes au concept de développement durable. La technologie de production de biocarburant cellulosique s’améliore progressivement, offrant de nouvelles possibilités d’énergie propre à l’avenir.
9. Application de la nanotechnologie
Les nanofibres de cellulose (CNF) constituent un progrès important dans la recherche sur la cellulose ces dernières années. En raison de leur haute résistance, de leur faible densité et de leur bonne biocompatibilité, ils sont largement utilisés dans divers matériaux composites. L'ajout de nanofibres de cellulose peut améliorer considérablement les propriétés mécaniques des matériaux composites. Comparées à d'autres nanomatériaux, les nanofibres de cellulose sont renouvelables et biodégradables. Elles présentent donc un grand potentiel dans les appareils électroniques, les capteurs, les implants médicaux et les matériaux hautes performances.
10. Technologie d’impression et jet d’encre
Dans la technologie d'impression et à jet d'encre, les dérivés de cellulose sont utilisés pour améliorer la fluidité et l'adsorption des encres, rendant l'effet d'impression plus uniforme. Dans les encres d’impression à jet d’encre, la cellulose peut rendre les couleurs plus riches et plus claires. De plus, la transparence et la résistance de la cellulose peuvent améliorer la qualité du papier imprimé et réduire la diffusion de l'encre, rendant ainsi les produits imprimés de meilleure qualité.
En tant que matériau polymère naturel renouvelable et dégradable, la cellulose est devenue l’un des matériaux importants dans la fabrication moderne. Sa large application dans différents domaines montre sa diversité et la protection de l'environnement, et favorise la transformation verte de nombreuses industries. À l’avenir, avec le développement continu de la science et de la technologie et la percée de la nanotechnologie cellulosique, les applications de la cellulose seront plus diversifiées.
Heure de publication : 01 novembre 2024