تولید نانوالیاف سلولزی از الیاف کاه گندم با استفاده از پیشتیمار کربوکسیلدار کردن
نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکدۀ مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیرآب، سوادکوه، استان مازندران
2 کارشناس ارشد صنایع خمیر و کاغذ، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکدۀ مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیرآب، سوادکوه، استان مازندران
3 استادیار گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکدۀ مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیرآب، سوادکوه، استان مازندران
doi
10.22059/jfwp.2018.224262.812چکیده
در این تحقیق، تولید نانوالیاف سلولزی با استفاده از پیشتیمار کربوکسیلدار کردن الیاف کاه گندم بهعنوان یکی از مهمترین پسماندهای لیگنوسلولزی مهم و در دسترس بررسی شد. در ابتدا خمیرسازی کاه گندم به روش سودا- آنتراکینون و رنگبری آن به روش DEPD انجام پذیرفت و اکسیداسیون الیاف سلولزی حاصل از آن بهوسیلۀ سیستم -(NaClO/NaBr/TEMPO) با استفاده از 2، 6 و 10 هیپوکلریت سدیم (براساس وزن خشک خمیرکاغذ) صورت گرفت. مقدار گروههای کربوکسیل الیاف سلولزی بهمنظور بررسی رفتار اکسیداسیونی آن به روش تیتراسیون و طیفنگاری فروسرخ با تبدیل فوریه (FTIR) اندازهگیری شد و نتایج نشان داد که با افزایش مقدار هیپوکلریت سدیم در حضور کاتالیزور TEMPO، اکسیداسیون انتخابی گروه هیدروکسیل نوع اول کربن شمارۀ 6 به گروه کربوکسیل اتفاق میافتد. سپس الیاف اکسیدشده تحت تأثیر فشارهای برشی موجود در همگنساز و با چهار بار عبور از آن به نانوالیاف سلولزی تبدیل شدند. نتایج، کاهش 58 درصدی در شاخصهای گرانروی، درجۀ پلیمریزاسیون، وزن مولکولی و کاهش 10 درصدی در مقدار بلورینگی نانوالیاف اکسید و تیمارشده با همگنساز را نشان داد. در ادامه، نانوالیاف سلولزی تهیهشده با (کمترین مقدار) 2 درصد مادۀ اکسیدکننده (هیپوکلریت سدیم) از طریق روش قالبگیری سوسپانسیونی تبدیل به نانوکاغذ شده و بهکمک میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی قطر نانوالیاف کمتر از 30 نانومتر تعیین شد.