Abstract
The purpose of this work was to study the possibility of obtaining nanocellulose (NC) by ultrasonic (US) processing in the medium of liquid nitrogen (LN) powdered cellulose. To achieve this goal, it was necessary to determine the effect of the time of ultrasonic treatment in the medium of LN on the dispersed composition, crystallinity index and degree of polymerization (DP) of cellulose samples. Studies were performed using a powder X-ray diffractometer, a laser particle analyzer, and a scanning and transmission electron microscope. DP of cellulose was determined by the viscosity of its solution in cadoxene by the standard method. It has been found that cryogenic grinding of flax cellulose samples does not lead to significant changes in its structural modification and degree of crystallinity, which indicates the high resistance of this material to such effects. However, ultrasonic exposure in the medium of LN with the subsequent treatment with 25%, 45%, 65% H2SO4 allows to obtain cellulose nanospheres with a diameter of 48 to 437 nm and a yield of up to 40%. Unlike other types of nanoparticles (nanofibrillary, nanocrystalline cellulose), cellulose nanospheres have a larger surface area, which opens up the possibility of their effective use for the modification of composite materials.
Highlights
Экспериментальная частьВ качестве исходного сырья для получения НЦ была использована порошковая целлюлоза из льна, полученная по методу [14], дополнительно обработанная смесью 3% NaOH и 0.1% H2O2 в течение 60 мин при T=95 °С и гидромодуле 1 : 10 для удаления из целлюлозы гемицеллюлоз и других примесей, с последующим измельчением на модифицированной экструзионной установке, отмывкой до pH=7, сушкой и измельчением на роторной ножевой мельнице РМ 120 до размеров 10–80 мкм
НЦ называют все типы нанометровых целлюлозных субстратов
The purpose of this work was to study the possibility of obtaining nanocellulose (NC) by ultrasonic (US) processing in the medium of liquid nitrogen (LN) powdered cellulose
Summary
В качестве исходного сырья для получения НЦ была использована порошковая целлюлоза из льна, полученная по методу [14], дополнительно обработанная смесью 3% NaOH и 0.1% H2O2 в течение 60 мин при T=95 °С и гидромодуле 1 : 10 для удаления из целлюлозы гемицеллюлоз и других примесей, с последующим измельчением на модифицированной экструзионной установке, отмывкой до pH=7, сушкой и измельчением на роторной ножевой мельнице РМ 120 до размеров 10–80 мкм. Необходимое количество порошка льняной целлюлозы помещали в металлическую ячейку 2 вместе с ЖА. По мере испарения ЖА в процессе УЗ обработки осуществляли его долив в ячейку 2. По завершении процесса обработки УЗ, полученную систему переливали на поддон и выдерживали на воздухе до полного испарения ЖА. В колбу, снабжённую магнитной мешалкой, помещали раствор H2SO4 концентрации 25%, 45%, 65% и порошок целлюлозы (гидромодуль 1 : 20), полученный после УЗ обработки в среде ЖА. Гидролиз проводили при температуре 45 °С, в течение часа и постоянном перемешивании. Полученную дисперсию отмывали до pH=3.5 на центрифуге ПЭ-6910 при 4000 об/мин путем ступенчатой замены надосадочного слоя на дистиллированную воду после каждого этапа центрифугирования, затем до pH=7 с использованием концентраторов Vivaspin 6 (10кДа). 1. Схема установки для криогенного измельчения целлюлозы: 1 – измельчаемый порошок; 2 – металлическая ячейка; 3 – излучатель; 4 – жидкий азот; 5 – пенопластовая ячейка
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
