| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شمارهها | 690 |
| تعداد مقالات | 7,131 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,397,843 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,334,401 |
تولید وارزیابی خواص نانوالیاف سلولز خشک شده توسط آون با قابلیت پراکنش مجدد درآب | ||
| پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
| مقاله 7، دوره 33، شماره 2، تیر 1405، صفحه 143-161 اصل مقاله (1.95 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2026.24652.2157 | ||
| نویسندگان | ||
| سید رضا حسینی مطلق1؛ آرمین جمالی2؛ تقی طبرسا3؛ حسین یوسفی* 4 | ||
| 1دانشجوی دکتری صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. | ||
| 2دانشآموخته دکتری تکنولوژی و مهندسی چوب، ،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
| 3استاد،گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
| 4دانشیار، گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیده: سابقه و هدف: نانوالیاف سلولز (CNF) به دلیل خواص منحصربهفردی چون استحکام مکانیکی بالا، سطح ویژه وسیع، زیست پایه بودن، زیست سازگار بودن و زیست تخریب پذیر بودن، پتانسیل بالایی برای کاربرد در صنایع مختلفی همچون ساختمان، خودرو سازی، الکترونیک، فیلتراسیون هوا، آب و گاز، کاغذ و بسته بندی، نساجی، لوازم ورزشی، پزشکی و مهندسی پزشکی، صنایع غذایی، رنگ و پوشش، هوا و فضا و سایر موارد دارند. از طرفی میدانیم که روشهای تولید معرفی شده برای این نانوماده با ارزش تا کنون، تر بوده لذا نانوماده اولیه همراه با آب زیاد (عمدتا 98 درصد) تولید و عرضه میشود. از طرفی، عرضه متداول این ماده بهصورت سوسپانسیون یا ژل آبی با غلظت پایین، چالشهای عمدهای از جمله هزینههای حملونقل و ذخیرهسازی بالا و خطر فساد میکروبی را به همراه دارد. بنابراین خشککردن راهحلی ایدهآل برای غلبه بر این چالشهاست، اما فرآیند خشککردن حرارتی و معمولی معمولاً منجر به پدیده دلمگی یا تشکیل پیوندهای هیدروژنی برگشتناپذیر بین نانوالیاف و از دستدادن قابلیت پراکنش مجدد آنها در آب میشود. این پژوهش با هدف غلبه بر این مانع، به تولید نانوسلولز خشک با قابلیت پراکنش مجدد در آب با استفاده از افزودنی کربوکسیمتیلسلولز (CMC) انجام شد. مواد و روشها: مواد مورد استفاده در این پژوهش ژل نانوالیاف سلولز تهیه شده از شرکت دانش بنیان نانونوین پلیمر و کربوکسی متیل سلولز تهیه شده از شرکت دکتر مجللی میباشد. جهت ساخت نمونهها، سوسپانسیون یا ژل نانوالیاف سلولز با مقادیر مختلف (CMC) (۱، ۲، ۳، ۵، ۱۰ و ۱۵ درصد) مخلوط و توسط آون معمولی (دمای ۷۰ درجه سانتیگراد) خشک شدند. سپس قابلیت بازپراکنش نانوالیاف سلولز خشک شده در آب و خواص فیزیکوشیمیایی ژل حاصل، با استفاده از آزمونهای رئولوژی، FTIR، XRD، FE-SEM و کشش مورد ارزیابی و با نمونه شاهد (CNF هرگز خشکنشده) مقایسه شد. نتایج: نتایج نشان داد که حضور CMC بهطور مؤثری از دلمگی برگشت ناپذیر جلوگیری کرده و پراکنش مجدد کامل را ممکن میسازد. نمونه حاوی ۲ درصد CMC (CNF2%) به عنوان نمونه بهینه شناسایی شد، چرا که خواص ویسکوزیته و مقاومت کششی آن اختلاف آماری معنیداری با نمونه شاهد نداشت و تصاویر FE-SEM توزیع یکنواخت و عدم تجمع شدید نانوالیاف را تأیید کرد. آنالیزهای FTIR و XRD نیز تغییر شیمیایی نامطلوب یا تخریب ساختار کریستالی سلولز را نشان ندادند. این پژوهش راهکاری عملی، مقرونبهصرفه و مقیاسپذیر برای تولید نانوسلولز خشک ارائه میدهد که میتواند موانع لجستیکی و صنعتیسازی این نانوماده ارزشمند را مرتفع سازد. کلیدواژه: نانوالیاف سلولز(CNF) ،کربوکسی متیل سلولز (CMC)،خشککردن حرارتی، پراکنش مجدد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| نانوالیاف سلولز(CNF)؛ کربوکسی متیل سلولز (CMC)؛ خشککردن حرارتی؛ پراکنش مجدد | ||
| مراجع | ||
|
1.Yousefi, H., Mashkour, M., & Yousefi, R. (2015). Direct solvent nanowelding of cellulose fibers to make all-cellulose nanocomposite. Cellulose. 22, 1189-1200.
2.Kaffashsaie, E., Yousefi, H., Nishino, T., Matsumoto, T., Mashkour, M., Madhoushi, M., & Kawaguchi, H. (2021). Direct conversion of raw wood to TEMPO-oxidized cellulose nanofibers. Carbohydrate Polymers. 262, 117938.
3.Jamali, A., Yousefi, H., Mashkour, M., & Khazaeian, A. (2024). Fabrication and evaluation of Respiratory Filter adsorbent media properties using Wood-driven Cellulose Nanofibers. Journal of Wood and Forest Science and Technology. 31(1), 121-142. [In Persian]
4.Jamali, A., Yousefi, H., Mashkour, M., Severtson, S. J., Dufresne, A., & Kumar, P. (2024). Scalable pilot production of highly efficient 5-ply respiratory masks enhanced by bacterial cellulose nanofibers. International Journal of Biological Macromolecules. p. 135354.
5.Amiri Moghaddam, Y., Yousefi, H., Tabarsa, T., Mashkour, M., Kaffashsaei, E., & Jamali, A. (2025). Green multi-density fibreboards bound with mechanically processed wood nanofibers derived from industrial residues. Wood Material Science & Engineering. Pp: 1-11. 6.Jamali, A., Yousefi, H., Mashkour, M., Severtson, S. J., Dufresne, A., & Kumar, P. (2025). Fog Spraying Deposition of Wood Cellulose Nanofibers Containing Tert‐Butanol on Tissue Paper for Air Filtration. CLEAN–Soil, Air, Water. 53(12), e70059.
7.Sungsinchai, S., Niamnuy, C., Wattanapan, P., Charoenchaitrakool, M., & Devahastin, S. (2022). Spray drying of non-chemically prepared nanofibrillated cellulose: Improving water redispersibility of the dried product. International Journal of Biological Macromolecules. 207, 434-442.
8.Butchosa, N., & Zhou, Q. (2014). Water redispersible cellulose nanofibrils adsorbed with carboxymethyl cellulose. Cellulose. 21:, 4349-4358. 9.Liimatainen, H., Haavisto, S., Haapala, A., & Niinimäki, J. (2009). Influence of adsorbed and dissolved carboxymethyl cellulose on fiber suspansion dispersing, dewaterability, and fines retention. BioResources. 4(1).
10.Lowys, M. P., Desbrieres, J., & Rinaudo, M. (2001). Rheological characterization of cellulosic microfibril suspensions. Role of polymeric additives. Food Hydrocolloids. 15(1), 25-32. 11.Hu, L., Xu, W., Gustafsson, J., Koppolu, R., Wang, Q., Rosqvist, E., Sundberg, A., Peltonen, J., Willför, S., & Toivakka, M. (2022). Water-soluble polysaccharides promoting production of redispersible nanocellulose. Carbohydrate Polymers. 297, 119976.
12.Huntington, B., Pitcher, M. L., & Sheikhi, A. (2022). Nanoengineering the redispersibility of cellulose nanocrystals. Biomacromolecules. 24(1), 43-56.
13.Nordenström, M., Kaldéus, T., Erlandsson, J., Pettersson, T., Malmstrom, E., & Wågberg, L. (2021). Redispersion strategies for dried cellulose nanofibrils. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 9(33), 11003-11010.
14.Priya, G., Narendrakumar, U., & Manjubala, I. (2019). Thermal behavior of carboxymethyl cellulose in the presence of polycarboxylic acid crosslinkers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 138, 89-95.
15.Nongnual, T., Butprom, N., Boonsang, S., & Kaewpirom, S. (2024). Citric acid crosslinked carboxymethyl cellulose edible films: A case study on preserving freshness in bananas. International Journal of Biological Macromolecules. 267, 131135.
16.Albornoz-Palma, G., Ching, D., Valerio, O., Mendonça, R. T., & Pereira, M. (2020). Effect of lignin and hemicellulose on the properties of lignocellulose nanofibril suspensions. Cellulose. 27(18), 10631-10647.
17.Sorvari, A., Saarinen, T., Haavisto, S., Salmela, J., Vuoriluoto, M., & Seppälä, J. (2014). Modifying the flocculation of microfibrillated cellulose suspensions by soluble polysaccharides under conditions unfavorable to adsorption. Carbohydrate polymers. 106, 283-292.
18.Giovanini de Lima, R., Nascimento, D. M. e. d., Portugal, R. V., & Bernardes, J. S. (2025). Improving Redispersibility of Nanocellulose via Interaction with Arginine. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 19.Segal, L., Creely, J. J., Martin Jr, A., & Conrad, C. (1959). An empirical method for estimating the degree of crystallinity of native cellulose using the X-ray diffractometer. Textile research journal. 29(10):, 786-794.
20.Fackler, K., Stevanic, J. S., Ters, T., Hinterstoisser, B., Schwanninger, M., & Salmén, L. (2011). FT-IR imaging microscopy to localise and characterise simultaneous and selective white-rot decay within spruce wood cells.
21.Xu, F., Yu, J., Tesso, T., Dowell, F., & Wang, D. (2013). Qualitative and quantitative analysis of lignocellulosic biomass using infrared techniques: a mini-review. Applied energy. 104, 801-809.
22.Hospodarova, V., Singovszka, E., & Stevulova, N. (2018). Characterization of cellulosic fibers by FTIR spectroscopy for their further implementation to building materials. American journal of analytical chemistry. 9(6), 303-310.
23.Paladini, G., Venuti, V., Crupi, V., Majolino, D., Fiorati, A., & Punta, C. (2021). 2D correlation spectroscopy (2DCoS) analysis of temperature-dependent FTIR-ATR spectra in branched polyethyleneimine/TEMPO-oxidized cellulose nano-fiber xerogels. Polymers. 13(4), 528.
24.Hua, K., Rocha, I., Zhang, P., Gustafsson, S., Ning, Y., Strømme, M., Mihranyan, A., & Ferraz, N. (2016). Transition from bioinert to bioactive material by tailoring the biological cell response to carboxylated nanocellulose. Biomacromolecules. 17(3), 1224-1233.
25.Paladini, G., Venuti, V., Crupi, V., Majolino, D., Fiorati, A., & Punta, C. (2020). FTIR-ATR analysis of the H-bond network of water in branched polyethyleneimine/ TEMPO-oxidized cellulose nano-fiber xerogels. Cellulose. 27, 8605-8618.
26.Butchosa, N., & Zhou, Q. (2014). Water redispersible cellulose nanofibrils adsorbed with carboxymethyl cellulose. Cellulose. 21(6), 4349-4358. 27.Naderi, A., Lindström, T., Sundström, J., & Flodberg, G. (2015). Can redispersible low-charged nanofibrillated cellulose be produced by the addition of carboxymethyl cellulose? Nordic Pulp & Paper Research Journal. 30(4), 568-577.
28.Xu, Y., Xu, Y., Chen, H., Gao, M., Yue, X., & Ni, Y. (2022). Redispersion of dried plant nanocellulose: A review. Carbohydrate Polymers. 294, 119830. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 121 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 72 |
||