بررسی اثر زایلان باقیمانده در تولید نانوالیاف سلولزی حاصل از کاه گندم به روش الکتروریسی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیرآب، سوادکوه، مازندران، ایران

2 دانشجوی کارشناس ارشد صنایع خمیر و کاغذ، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیرآب، سوادکوه، مازندران، ایران

3 استادیار گروه مهندسی سامانه های زیستی، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، پردیس زیرآب، سوادکوه، مازندران، ایران

چکیده

در این تحقیق ازکاه گندم به عنوان یکی از مهم‌ترین پسماندهای لیگنو‌سلولزی برای تولید نانوالیاف سلولزی به روش الکتروریسی بهره گرفته شد. خمیرسازی کاه گندم به روش سودا - آنتراکینون و سپس برای حذف لیگنین، از توالی رنگبری دو مرحله ای با استفاده از دی اکسید کلر استفاده شد. تری فلوئورو استیک اسید و دی کلرو متان نیز برای انحلال الیاف سلولزی بدون زایلان یا الیاف سلولزی حل شونده (خالص سازی با استفاده از هیدرولیز قلیایی هیدروکسید سدیم) و خمیرکاغذ حاوی زایلان به منظور عبور از دستگاه الکتروریسی استفاده شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داده است که نانو فیبرهای یکنواخت با قطر کمتر از یکصد نانومتر از الیاف سلولزی کاه گندم تولید شده است. متوسط قطری نانوالیاف و نانوالیاف بیددار در الیاف حاوی زایلان کمتر از الیاف سلولزی بدون زایلان می باشد. نتایج این تحقیق تاثیر مستقیم حضور زایلان بر فرایند الکتروریسی الیاف کاه گندم را ثابت کرده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Puranen, T., Alapuranen, M. And Vehmaanperä, J., 2014. Trichoderma Enzymes for Textile Industries. Gupta, V.K., SchmolL, M., Herrera-Estrella, A., Upadhyay, R.S., Druzhinina, I., Tuohy, M.G. (Eds.), Biotechnology and Biology of Trichoderma, Elsevier B.V, 351-362.
[2] Klemm, D., Kramer, F., Moritz, S., Lindström, T., Ankerfors, M., Gray, D. and Dorris, A., 2011. Nanocelluloses: A new family of nature‐based materials. Angewandte Chemie International Edition, 50(24): 5438-5466.
[3] Djafari Petroudy, S.R., Ghasemian, A. and Resalati, H., 2014. Production of nanopaper from cellulose nanofiber prepared from chemical soda bagasse pulp: Effect of processing variables; Pre-treatment and homogenization passing. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 21(1): 179-192.
[4] Djafari Petroudy, S.R., Ghasemian, A., Resalati, H., Syverud, K. and Chinga-Carrasco, G., 2015. The effect of xylan on the fibrillation efficiency of DED bleached soda bagasse pulp and on nanopaper characteristics. Cellulose, 22(1): 385-395.
[5] Djafari Petroudy, S.R., Garmaroody, E.R. and Rudi, H., 2017. Oriented cellulose nanopaper (OCNP) based on bagasse cellulose nanofibrils. Carbohydrate Polymers, 157: 1883-1891.
[6] Djafari Petroudy, S. R, Ranjbar, J. and Rassoly Garmaroody, E., 2018. Eco-friendly superabsorbent polymers based on carboxymethyl cellulose strengthened by TEMPO mediated oxidation wheat straw cellulose nanofiber. Carbohydrate Polymer. 197, 565-575.
[7] Djafari Petroudy, S. R, Rahmani, N., Rasooly Garmaroody, E., Rudi, H.R. and Ramezani, O., 2019. Comparative study of holocellulose and lignocellulose nanopapers prepared from hard wood pulps: morphological, structural and barrier properties. International Journal of Biological Macromolecules. 135: 512-520.
[8] Mottaghitalab, V., Farjad, M., 2013. Electrospun cellulosic structure nanofiber based on rice straw. Journal of Polymer Engineering,33(9), 857-873.
[9] Jahanbaani, A.R., Behzad, T., Borhani, S. and Karimi Darvanjooghi, M.R., 2016. Electrospinning of cellulose nanofibers mat for laminated epoxy composite production. Fibers and Polymers, 17(9):1438-1448.
[10] Frey, M.W., 2008. Electrospinning Cellulose and Cellulose Derivatives. Polymer Reviews, 48:378–391.
[11] Robles-García, M.A., Del-Toro-Sánchez, C.L., Márquez-Ríos, E., Barrera-Rodríguez, A., Aguilar, J., Aguilar, J.A., Reynoso-Marín, F.J., Ceja, I., Dórame-Miranda, R. and Rodríguez-Félix, F., 2018. Nanofibers of cellulose bagasse from Agave tequilana Weber var. azul by electrospinning: preparation and characterization. Carbohydrate Polymers.192, 69-74.
[12] Djafari Petroudy, S. R., Ghasemian, A., Resalati, H., Syverud, K. and Chinga-Carrasco,G., 2015. The effect of xylan on the nanofibrillation efficiency of DED bleachedsoda bagasse pulp and on nanopaper characteristics. Cellulose, 22: 385–395.
[13] Alemdar, A. and Sain, M., 2008. Biocomposites from wheat straw nanofibers: Morphology, thermal and mechanical properties. Composites Science and Technology, 68: 557–565.
[14] Fanta, G. F., Abbott, T. P., Herman, A. I., Burr, R. C. and Doane, W. M., 1984. Hydrolysis of wheat straw hemicellulose with trifluoroacetic acid. Fermentation of xylose with Pachysolen tannophilus. Biotechnology and Bioengineering, 16:1122-1125.
[15] Marzialetti, T., Olarte, M. B. V., Sievers, C., Hoskins, T. J. C., Agrawal, P. K. and Jones, C. W., 2008. Dilute acid hydrolysis of loblolly pine: a comprehensive approach. Industrial and Engineering Chemistry Research. 47(19): 7131–7140.
[16] Djafari Petroudy, S.R., Ranjbar, J. and Rasooly Garmaroody, E., 2018. Production of Cellulose Nanofiber (CNF) from wheat straw by carboxylation pretreatment. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 70(4): 681-689.
[17] Fong, H., Chun, I. and Reneker, D. H., 1999. Beaded nanofibers formed duing electrospinning. Polymer. 40: 4585-4592.