تولید نانوالیاف سلولزی از الیاف کاه گندم با استفاده از پیش‌تیمار کربوکسیل‌دار کردن

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.