ارزیابی میکرو و نانو فیبرلیگنوسلولز تهیه شده از الیاف خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه (OCC) با روش سوپر آسیاب دیسکی

نانوسلولز و نانولیگنوسلولز به عنوان فراوان ترین نانوپلیمرهای زیستی در دهه اخیر توجه محققان رشته های مختلف را به خود جلب کرده است. روش سوپرآسیاب دیسکی خواص برجسته ای همچون سادگی، سرعت و راندمان زیاد تولید و تک مرحله ای بودن را دارا است. این خواص، برتری های ویژه ای در مقابل سایر روش های بالا به پایین تولید نانوسلولز دارد.

در این مطالعه، الیاف خمیر کارتن کنگره ای کهنه (OCC) با فرآیند سریع، ساده و تک مرحله ای سوپر آسیاب دیسکی به نانوفیبرهای لیگنوسلولزی تبدیل شدند. خواص فیبرهای لیگنوسلولزی شامل ویژگی های ریخت شناسی (قطر و توزیع قطری) با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، آنالیز عنصری توسط روش اسپکتروسکپی پراش انرژی اشعه ایکس (EDX/EDS)، گرما وزن سنجی (TGA)، پایداری سوسپانسیون و نفوذپذیری به هوا در دو مقیاس میکرو و نانو مورد مطالعه قرار گرفت.

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 ته نشینی سوسپانسیون خمیر اولیه (میکروفیبر) پس از 2 دقیقه، سوسپانسیون نانوفیبر کاملا پایدار بوده است. مقدار نفوذپذیری به هوا در فیلم میکرولیگنوسلولز (6/42 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بسیار بیش تر از نفوذپذیری فیلم نانولیگنوسلولز (26/1 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بوده که نشان می دهد با کوچک سازی ابعاد سلولز از مقیاس میکرو به نانو، سطح ویژه و پیوند افزایش یافته و ساختار فیلم به دست آمده یکنواختی بیش تر و تخلخل کم تری دارد.

به طور 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 پتانسیل های آن در مقابل تولید نانوسلولز (عاری از لیگنین و همی-سلولزها) می تواند سبب مزایای متعدد کاربردی و صنعتی برای تجاری سازی بیشتر این فراورده با ارزش افزوده زیاد گردد.