(Fr.: cellulose; Du.: Zellulose, Zellstoff; Eng.: cellulose), een macromoleculair koolhydraat, dat een belangrijk bestanddeel vormt van de meeste plantaardige celwanden en dat een grote rol speelt als uitgangsmateriaal voor vele produkten. De brutoformule is (C6H10O5)n . Cellulose is een ketenvormig polysaccharide, dat onder waterafsplitsing is opgebouwd uit β-glucose. In natuurlijke cellulose is het aantal glucose-eenheden per molecule 1000...100.000, in industrieel bewerkte produkten 100...500.
In de plant vormt cellulose, naast kleinere hoeveelheden hemicellulosen, lignine en andere stoffen, het hoofdbestanddeel van de celwand. Ten gevolge hiervan is cellulose van alle organische verbindingen degene die in de grootste hoeveelheden voorkomt. Katoen en enkele andere zaadpluizen bestaan vrijwel voor 100% uit cellulose, bastvezels zoals vlas, linnen en ramee voor ca. 80%; hout voor ca. 40%, stro en riet voor ca. 30%. Cellulosehoudende vezels, verkregen door het ontsluiten van plantaardige produkten, worden celstof genoemd; cellulose vormt daarin het hoofdbestanddeel (80...95%).
Men kent drie soorten cellulose: Alfacellulose is onoplosbaar in natronloog van 18...20% ; bèta- en gammacellulose lossen hierin wel op. Bij aanzuren van deze oplossing precipiteert bètacellulose, terwijl gammacellulose in oplossing blijft.
Verder kent men hemi-, oxy- en hydraatcellulose. Hemicellulose is een cellulosesoort met een kleinere moleculaire massa dan cellulose; oxycellulose is een afbraakprodukt van cellulose door inwerking van oxiderende middelen; hydraatcellulose of alkalicellulose is het reactieprodukt dat onoplosbaar achterblijft na behandeling van cellulose met geconcentreerde natronloog. Cellulose heeft een dichtheid van 1,51...1,55 kg m−3; de moleculen bevinden zich in de micellen, in de vezels gedeeltelijk in kristallijne toestand, deels amorf. De amorfe gebieden nemen bij bevochtiging gretig water op, waardoor de vezel zwelt. Ook de holte in de vezel (het lumen) kan water opnemen, waardoor de vezel vooral sterk in dikte zwelt. De mate van kristalliniteit bepaalt de hoeveelheid water die de vezel uit vochtige lucht kan absorberen. Hoewel cellulosevezels in water ondergedompeld tot 100% water als zwelwater kunnen opnemen, gaat cellulose niet in water in oplossing. Cellulose kan men slechts oplossen in sterke zwelmiddelen (verzadigde zinkchlorideoplossing, complexe koperverbindingen).
Het grote aantal alcoholische hydroxylgroepen maakt dat cellulose op vele wijzen kan worden gemodificeerd. Bij inwerking van sterke natronloog kan de gevormde alkalicellulose reageren met koolstofdisulfide en verwerkt worden tot viscoserayon. Inwerking van monochloorazijnzuur op alkalicellulose geeft carboxymethylcellulose, een bekend verdikkingsmiddel; inwerking van azijnzuuranhydride in zwavelzuur geeft cellulose-acetaat, dat voor acetaatrayon en -films gebruikt wordt. Een ander veresteringsprodukt is cellulosenitraat. Nog diverse andere derivaten kunnen bereid worden door modificatie van de hydroxylgroepen. Ook bij de fabricage van papier spelen deze een zeer belangrijke rol ten aanzien van de binding van de vezels onderling.
Cellulose-acetaat (CA) of acetylcellulose, waarvan het polymerenbestanddeel bestaat uit de azijnzure ester van cellulose, is moeilijk te verwerken en wordt slechts gebruikt voor verpakkingsfilm die uit oplossing wordt gegoten. Cellulose-acetaat is een taaie kunststof die fraai kan worden gekleurd en bestand is tegen oliën, vetten en benzine.
Cellulose-acetobutyraat (CAB) is een kunststof verkregen door cellulose te veresteren met een mengsel van azijn- en boterzuur. Om het te kunnen verwerken heeft CAB minder weekmaker nodig dan het celluloseacetaat. Als spuitgietmateriaal wordt het CAB verwerkt tot auto- en stofzuigeronderdelen, telefoonapparaten, handgrepen voor gereedschappen enz.
Cellulosefilm is in de foto- en filmtechniek toegepaste film op basis van cellulosederivaten. Cellulose-acetaatfilms raken moeilijk in brand, maar zijn niet sterk en vast, door grotere rek en wateropneming. Voor films is cellulose-acetaat daarom veelal vervangen door cellulose-acetobutyraat, cellulosebutyraat of ethylcellulose. Laatstgenoemde films benaderen in kwaliteit de cellulosenitraatfilm (celluloïdfilm).
Celluloselak is lak (lakverf) met een cellulose-ester als bindmiddel. De oudste celluloselakken waren de zaponlakken, oplossingen van cellulosenitraat (nitrocellulose). Deze werden gebruikt als metaalvernis, om metalen te beschermen tegen oxidatie (vorming van donkere aanslag). Cellulosenitraat op zichzelf geeft brosse films, maar door toevoeging van weekmakers (bijv. ricinusolie) kunnen produkten van betere duurzaamheid worden verkregen. In de loop van de jaren zijn deze verder verbeterd door combinatie met alkydharsen (combinatielakken). Door de concurrentie van nieuwere bindmiddelen is het gebruik van celluloselakken de laatste jaren niet meer gestegen.
Celluloselakken vereisen speciale oplosmiddelen (esters, ketonen; de oplosmiddelmengsels zijn ook bekend als thinner); door de snelle verdamping zijn ze moeilijk met de kwast te verwerken.
Andere cellulose-esters die als bindmiddel worden gebruikt zijn cellulose-acetaat en cellulose-acetaatbutyraat (acetobutyraat). Lakken hiermee gemaakt, werden vroeger cellonlakken genoemd; thans worden ze meestal onder de algemene naam celluloselakken gerekend. Deze bindmiddelen hebben boven cellulosenitraat het voordeel van hogere temperatuurvastheid en geringere brandbaarheid.
Celluloselijm is een verzamelnaam voor een aantal lijmsoorten bereid op basis van cellulosederivaten, meestal waterige oplossingen van methyl-, hydroxy-ethyl- en carboxy-methylcellulose in water, maar oplossingen van cellulosenitraat in aceton of een ander oplosmiddel op basis van een ester of keton komen ook voor.
De waterige oplossingen hebben een gehalte aan vaste stoffen van 2...5%, waardoor zij na drogen vrijwel geen vlekken achterlaten. Zij worden gebruikt voor het plakken van bijv. zakken, etiketten en behang, als appreteervloeistof en als bindmiddel in drukpasta’s en muurverven.
Cellulosenitraat (voorheen ten onrechte nitrocellulose genoemd) is een witte, vezelige, explosieve stof, verkregen door inwerking van een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur op houtcellulose of katoenlinters. Cellulosenitraat met meer dan 12,6% stikstof heet schietkatoen en wordt gebruikt voor de fabricage van buskruit en dynamiet. Cellulosenitraat met minder dan 12,6 % stikstof heet collodiumwol. Deze stof vormt na gelatinering met kamfer celluloid. Verder wordt collodiumwol verwerkt met ftalaten en pigmenten tot vernissnippers, die gemakkelijk oplossen tot verspuitbare cellulosenitraatlakken.