روشی سازگار با محیط زیست در تهیه پودر نانوسلولز

سابقه و هدف:  نانوفیبریل­ های سلولزی بصورت سوسپانسیون آبی با مقدار ماده جامد کم و ویسکوزیته بالا عرضه می­ شود که در اثر ماهیت به ­شدت هیدروفیلی فیبریل­ های سلولز می ­باشد. بدلیل هزینه ­های حمل بالا، توجه اصلی بر افزایش حداکثری مقدار ماده جامد خشک است که در عمل بدلیل تراکم غیرقابل برگشت پیوندهای هیدروژنی سلولز در زمان خشک کردن ممکن نمی­ باشد. این پدیده، استخوانی­ شدن نامیده می­ شود که متاثر از آن نانوفیبریل ­های سلولزی بعد از اینکه بطور کامل خشک شدند، در آب پراکنده نشده یا به سختی پراکنده می ­شوند. در پژوهش حاضر، روشی سازگار با محیط­زیست برای تهیه پودر خشک از نانوفیبریل­ های سلولزی با قابلیت بازپراکندگی در آب آزمون شده است که بر پایه جذب کربوکسی ­متیل ­سلولز می ­باشد. مواد و روش­ها: بدین منظور، جذب کربوکسی ­متیل ­سلولز بر روی سوسپانسیون نانوفیبریل ­های سلولزی در دماهای مختلف ۲۲ (دمای محیط) و ۱۲۱ درجه سانتی­گراد (اتوکلاو) مطالعه شد و مقدار آن بوسیله تیتراسیون هدایت ­سنجی اندازه­ گیری گردید. بعنوان جنبه نوآورانه پژوهش، ویژگی­ های هیدرودینامیکی سوسپانسیون شامل ذرات بازپراکنده شده نانوسلولز شامل آزمون­های ویسکوزیته، کدورت، حجم ویژه هیدرودینامیکی و میزان جذب آب مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، اندازه ذرات پودر تولید شده از طریق آزمون پراکندگی دینامیکی نور مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج و بحث: بررسی نتایج نشان داد که در بالاترین سطح افزودن کربوکسی­ متیل سلولز (۴۰ میلی ­لیتر) و اعمال دمای۱۲۱ درجه سانتی­گراد به مدت ۲۵ دقیقه داخل اتوکلاو، بیشترین جذب صورت پذیرفته است که به دستیابی به میزان زیاد در کلیه ویژگی­ های هیدرودینامیکی در قیاس با نمونه شاهد و دیگر نمونه ­های تیمارشده منجر شد. برخلاف این یافته، اطلاعات به ­دست آمده از آزمون پراکندگی دینامیکی نور نشان داد که شاخص پراکندگی و اندازه هیدرودینامیکی همه نمونه­ های تیمار شده بسیار بالاتر از نانوسلولز تیمار نشده بودند که به دلمه و توده شدن ذره­ های سلولزی در محیط آبی نسبت داده شد. نتیجه­ گیری: با استفاده از این روش، پودر نانوسلولزی با قابلیت پراکندگی مناسب در آب پس از خشک­کردن در آون حاصل شد و بنابراین می ­توان نتیجه­ گیری کرد که با افزودن مقدار مناسبی CMC به نانوسلولز، پراکنش، بهبود یافته و قابلیت جذب آب پودرهای تولید شده افزایش پیدا می­ کند. دستاوردهای این روش جدید، تولید، حمل و نقل و ذخیره ­سازی نانوفیبریل ­های سلولزی را در کاربردهای صنعتی تسهیل می ­بخشد.

کلیدواژه ها:

نانوفیبریل های سلولز ، استخوانی شدن ، قابلیت پراکندگی ، کربوکسی متیل سلولز