
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,608,822 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,200,230 |
ارزیابی میکرو و نانو فیبرلیگنوسلولز تهیه شده از الیاف خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه (OCC) با روش سوپر آسیاب دیسکی | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
مقاله 5، دوره 26، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 65-77 اصل مقاله (568.37 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2018.14822.1737 | ||
نویسندگان | ||
منصور غفاری* 1؛ علی قاسمیان2؛ محمدرضا دهقانی فیروزآبادی3؛ حسین یوسفی4 | ||
1دانش آموخته دکتری تخصصی صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران، | ||
2دانشیار ،گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران، | ||
3دانشیار، گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران، | ||
4استادیار ، گروه مهندسی چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: نانوسلولز و نانولیگنوسلولز به عنوان فراوانترین نانوپلیمرهای زیستی در دهه اخیر توجه محققان رشتههای مختلف را به خود جلب کرده است. روش سوپرآسیاب دیسکی خواص برجستهای همچون سادگی، سرعت و راندمان زیاد تولید و تک مرحلهای بودن را دارا است. این خواص، برتریهای ویژهای در مقابل سایر روشهای بالا به پایین تولید نانوسلولز دارد. مواد و روشها: در این مطالعه، الیاف خمیر کارتن کنگرهای کهنه (OCC) با فرآیند سریع، ساده و تکمرحلهای سوپر آسیاب دیسکی به نانوفیبرهای لیگنوسلولزی تبدیل شدند. خواص فیبرهای لیگنوسلولزی شامل ویژگیهای ریختشناسی (قطر و توزیع قطری) با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، آنالیز عنصری توسط روش اسپکتروسکپی پراش انرژی اشعه ایکس (EDX/EDS)، گرما وزنسنجی (TGA)، پایداری سوسپانسیون و نفوذپذیری به هوا در دو مقیاس میکرو و نانو مورد مطالعه قرار گرفت. یافتهها: مقایسه متوسط قطری میکرولیگنوسلولز (10±37 میکرومتر) و نانولیگنوسلولز (10±66 نانومتر) نشان داد که فرآیند آسیاب با کاهش قطر، در تولید نانولیگنوسلولز دارای عملکرد مطلوبی بوده است. بر خلاف تهنشینی سوسپانسیون خمیر اولیه (میکروفیبر) پس از 2 دقیقه، سوسپانسیون نانوفیبر کاملاً پایدار بوده است. مقدار نفوذپذیری به هوا در فیلم میکرولیگنوسلولز (6/42 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بسیار بیشتر از نفوذپذیری فیلم نانولیگنوسلولز (26/1 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بوده که نشان میدهد با کوچکسازی ابعاد سلولز از مقیاس میکرو به نانو، سطح ویژه و پیوند افزایش یافته و ساختار فیلم بهدست آمده یکنواختی بیشتر و تخلخل کمتری دارد. نتیجهگیری: بهطور کلی نتایج این تحقیق حاکی از موفق بودن تولید میکرو و نانولیگنوسلولز و فیلم آن از خمیر کارتن کنگره-ای کهنه (OCC) است. تولید نانولیگنوسلولز و بررسی پتانسیلهای آن در مقابل تولید نانوسلولز (عاری از لیگنین و همی-سلولزها) میتواند سبب مزایای متعدد کاربردی و صنعتی برای تجاریسازی بیشتر این فراورده با ارزش افزوده زیاد گردد. سابقه و هدف: نانوسلولز و نانولیگنوسلولز به عنوان فراوانترین نانوپلیمرهای زیستی در دهه اخیر توجه محققان رشتههای مختلف را به خود جلب کرده است. روش سوپرآسیاب دیسکی خواص برجستهای همچون سادگی، سرعت و راندمان زیاد تولید و تک مرحلهای بودن را دارا است. این خواص، برتریهای ویژهای در مقابل سایر روشهای بالا به پایین تولید نانوسلولز دارد. مواد و روشها: در این مطالعه، الیاف خمیر کارتن کنگرهای کهنه (OCC) با فرآیند سریع، ساده و تکمرحلهای سوپر آسیاب دیسکی به نانوفیبرهای لیگنوسلولزی تبدیل شدند. خواص فیبرهای لیگنوسلولزی شامل ویژگیهای ریختشناسی (قطر و توزیع قطری) با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، آنالیز عنصری توسط روش اسپکتروسکپی پراش انرژی اشعه ایکس (EDX/EDS)، گرما وزنسنجی (TGA)، پایداری سوسپانسیون و نفوذپذیری به هوا در دو مقیاس میکرو و نانو مورد مطالعه قرار گرفت. یافتهها: مقایسه متوسط قطری میکرولیگنوسلولز (10±37 میکرومتر) و نانولیگنوسلولز (10±66 نانومتر) نشان داد که فرآیند آسیاب با کاهش قطر، در تولید نانولیگنوسلولز دارای عملکرد مطلوبی بوده است. بر خلاف تهنشینی سوسپانسیون خمیر اولیه (میکروفیبر) پس از 2 دقیقه، سوسپانسیون نانوفیبر کاملاً پایدار بوده است. مقدار نفوذپذیری به هوا در فیلم میکرولیگنوسلولز (6/42 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بسیار بیشتر از نفوذپذیری فیلم نانولیگنوسلولز (26/1 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بوده که نشان میدهد با کوچکسازی ابعاد سلولز از مقیاس میکرو به نانو، سطح ویژه و پیوند افزایش یافته و ساختار فیلم بهدست آمده یکنواختی بیشتر و تخلخل کمتری دارد. نتیجهگیری: بهطور کلی نتایج این تحقیق حاکی از موفق بودن تولید میکرو و نانولیگنوسلولز و فیلم آن از خمیر کارتن کنگره-ای کهنه (OCC) است. تولید نانولیگنوسلولز و بررسی پتانسیلهای آن در مقابل تولید نانوسلولز (عاری از لیگنین و همی-سلولزها) میتواند سبب مزایای متعدد کاربردی و صنعتی برای تجاریسازی بیشتر این فراورده با ارزش افزوده زیاد گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
سوپرآسیاب دیسکی؛ کارتن کنگره ای کهنه؛ میکروفیبرلیگنوسلولز؛ نانوفیبرلیگنوسلولز | ||
مراجع | ||
1.Afra, E. 2006. Properties of Paper an Introduction. Aiij Press, 392p. (Translated In Persian)2.Danial, W.H., Majid, Z.A., Muhid, M.N.M., Triwahyono, S., Bakar, M.B., and Ramli, Z. 2015. The reuse of wastepaper for the extraction of cellulose nanocrystals. Carbohydrate Polymer.118: 165-169.
3.Chirayil, C.J., Mathew, L., and Thomas, S. 2014. Review of recent research in nanocellulose preparation from different lignocellulose fibers. Rev. Adv. Mater. Sci. 37: 20-28.
4.Colognato, R., Park, M.V.D.Z., Wick, P., and De Jong, W.H. 2012. Interactions with the human body (chapter 1), adverse effects of engineered nanomaterials: Exposure, toxicology, and impact on human health. Edited by Bengt Fadeel, Antonio Pietroiusti, and Anna A. Shvedova, Academic press (AP). 55:6. 722–723.
5.Dufresne, A. 2013. Nanocellulose: a new ageless bionanomaterial. Materials Today. 16: 6. 220-227. 6.Ghasemian, A., and Khalili, A. 2011. Principle and methods of paper recycle. Tehran: Aiij press, 184p. (In Persian)
7.Golestanifard, F., Bahrehvar, M.A., and Salahi, E. 2017. Methods of Identification and Analysis of Materials. Iran University of Science & Technology press. 380p.(In Persian)8.Guo, J., and Catchmark, J.M. 2012. Surface area and porosity of acid hydrolyzed cellulose nanowhiskers and Cellulose Produced by Gluconacetobacter Xylinus. Carbohydrate polymers.87: 2. 1026-1037.
9.Hadilam, M.M., Afra, E., Ghasemian, A., and Yousefi, H. 2014. Preparation and properties of ground cellulose nanofibers. J. Wood Forest Sci. Technol. 20: 2. 139-149. (In Persian)10.Hubbe, M.A. 2007. Flocculation and re-dispersion of cellulosic fiber suspensions: a review of effects of hydrodynamic shear and polyelectrolytes. BioResources. 2: 2. 296-331. 11.Klemm, D., Kramer, F., Moritz, S., Lindstrom, T., Ankerfors, M., Gray, D., and Dorris, A. 2011. Nanocelluloses: A new family of nature-based materials. Angewandte Chemie International Edition. 50: 5438-5466. 12.Lavoine, N., Desloges, I., Dufresne, A., and Bras, J. 2012. Microfibrillated cellulose - its barrier properties and applications in cellulose materials:A review. Carbohydrate Polymers.90: 735-764.
13.Mirshokraei, S.A. 2002. Wood chemistry: fundamentals and applications (Eero Sjöström). Aiij Publications. 198p. (Translated In Persian)
14.Mirshokraei, S.A. 2003. Pulp and paper technology (edition 2). Aiij Press, 501p. (Translated In Persian) 15.Missoum, K., Belgacem, M.N., and Bras, J. 2013. Nanofibrillated cellulose surface modification: A Review. Materials. 6: 1745-1766.16.Moon, R.J., Martini, A., Nairn,J., Simonsen, J., and Youngblood,J. 2011. Cellulose nanomaterialsreview: structure, properties and nanocomposites. Chemical Society Reviews. 40: 3941-3994.
17.Osong, S.H. 2014. Mechanical pulp based Nano_ligno_cellulose; production, characterization and their effect on paper properties. Licentiate thesis. Mid Sweden University. 76 Pp.
18.Osong, S.H., Norgren, S., Engstrand, P., Lundberg, M., and Hansen, P. 2014. Crill: A novel technique to characterize nano-ligno-cellulose. Nord. Pulp Paper Res. J. 29: 2.190-194.
19.Shakeri, A., and Staiger, M.P. 2010. Phase transformations in regenerated microcrystalline cellulose following dissolution by an ionic liquid. BioResources, 5: 2. 979-989.20.Souza, A.G., Kano, F.S., Bonvent, 21.Yang, C., Gao, C., Wan, Y., Tang, T., Zhang, S., and Dai, K. 2011. Preparation and characterization of three-dimensional nanostructured macroporous bacterial cellulose/agarose scaffold for tissue engineering. J. Porous Mater.18: 5. 545-552.
22.Yousefi, H., Faezipour, M., Nishino, T., Shakeri, A., and Ebrahimi, G. 2011. All-cellulose composite and nanocomposite made from partially dissolved micro and nano fibers of canola straw. Poly. J.43: 6. 559-564.
23.Yousefi, H., Faezipour, M., Hedjazi, S., Mousavi, M. M., Azusa, Y., and Heidari, A.H. 2013. Comparative study of paper and nanopaper properties prepared from bacterial cellulose nanofibers and fibers/ground cellulose nanofibers of canola straw. Industrial Crops and Products. 43: 732-737.
24.Yousefi, H., Azari, V., and Khazaeian, A. 2018. Direct mechanical production of wood nanofibers from rawwoodmicroparticles with no chemical treatment. Industrial crops and products. 115: 26-31.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 547 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 594 |