); майда дисперс порошоклар – МКЦ-1 ва -2 на- муналарида кузатилган.
2.3-жадвал
МКЦ намуналари заррачаларининг yлчамлар бyйича та?симланиши, %
Танланган МКЦдан ишлаб чи?ариш шароитида синашдан олдин, фильтрланувчи модель масса тайёрланган, унинг тар- кибига механик ?yшимчалардан ?ум— тупро?лардан таш?ари,
сувда эримайдиган кальцийли ва магнийли тузлар ?амда натрий хлорид тузлари ?yшилган.
Эритма турли хил ?алинликка (h=0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50 см) эга бyлган МКЦ намуналари ?атламларидан yткази- либ, фильтратнинг фильтрланиш ва?ти ани?ланган.
Ювилиш ?атлами ?алинлигининг энг яхши ?иймати 0,75- 1,00 см га тенг. ?алинликни бу ?ийматдан ошириш фильтрат сифатига сезиларли таъсир кyрсатмайди, шунингдек, ?алинлик- нинг ошиши фильтрлаш жараёни тезлигининг кескин камайи- шига олиб келади (2.4-жадвал).
2.4-жадвал Турли МКЦ намуналарини ?yллаш ор?али олинган фильтратларнинг сифат кyрсаткичлари [36,45]
Шундай ?илиб, олинган МКЦ намуналарини фильтрловчи материал сифатида ?yллаш имкониятлари кyрсатиб берилган.
Натижалар «Фар?она Азот» ОАЖ корхонаси шароитида синаб кyрилиб, чет элда ишлаб чи?арилган фильтр материал билан со- лиштирилган (2.5-жадвал).
2.5-жадвал
Чет эл МКЦси ва МКЦ-7 заррачаларининг yлчамлар бyйича та?симланиши, %
Олиб борилган тажрибалар натижаларига кyра, МКЦ-7 га yхшаш, заррачаларнинг yртача yлчам ?иймати 200—300 мкм атрофида бyлган МКЦ олиш мумкин шароитлар танланган. Унга
кyра НNО
нинг концентрацияси 3—4%, температураси 100 С;
0
гидролиз давомлиги 60 минут; модул 1:5—1:10 деб олинган.
Булардан таш?ари, МКЦ дан тиббиёт ма?садлари учун таж- риба ишлаб чи?ариш ?урилмаси ?ам яратилган [61]. МКЦ, три- ацетат толалар ишлаб чи?аришда, триацетат целлюлозани ме- тиленхлорид ва этилспиртли аралашмасида тайёрланган ?ую? эритмани фильтрлашда, эритмага ?yшилади. Рамали фильтр прессларда ?yлланилаётган алигнин, гамжа ва миткал матоли фильтр ?атламлардан эритма yтиш жараёнида, ?атламлар юза- сига МКЦ заррачалари yтириб ?олиб, ?yшимча фильтрловчи ?атлам ?осил ?илади ва эритманинг тозалигини таъминлашда ?атнашади.
МКЦ олишнинг янги yта ю?ори частотали нурлатиш (СВЧ) усули ишлаб чи?илган [67].
Фармацевтика саноати талабларига жавоб берадиган ма?су- лот олиш учун СПбГЛТУ олимлари томонидан МКЦни дона-
лаш, майдалаш ва саралаш учун асбоб-ускуналар танлаган. 2.6-жадвалда ?ар хил фирмалар ишлаб чи?арган МКЦ тажриба ва коммерция препаратларининг характеристикаси келтирил- ган.
2.6-жадвалдан кyринадики, газ ?аво аралаш водород хлорид- дан фойдаланиб гидролизланган целлюлозадан олинган МКЦ тажрибада олинган препаратнинг сифат кyрсаткичлари импорт- дан олинганлардан фар? ?илмайди.
2.6-жадвал
?ар хил фирмаларда ишлаб чи?арилган МКЦ препаратларининг характеристикаси (ЛесПромИнформ №5 (143), 2019 г.)
– Наноцеллюлозанинг олиниши ва хоссалари Наноцеллюлоза деб барча нанометрли целлюлозали суб-
стратларга айтилади. Материалнинг yзига хослиги микрострук- турасининг yта тартибланганлиги, ну?сонсизлиги, кристаллик со?аларнинг мавжудлигидир. Булар наноцеллюлозадан тайёр-
ланган материалларнинг ю?ори пиши?лигини таъминлайди: ме- ханик таъсирга ?аршилик модули – 138 ГПа, узилишга ?арши- лиги, пиши?лиги —9ГПа гача. Сyнгги йилларда нанотехнология- нинг ривожланиши билан бир ?аторда, илмий тад?и?от ишлари ?ам ривожланиб бормо?да. Наноyлчамли ва наноструктурлан- ган целлюлоза, уларнинг шаклланиш жараёнини, хоссаларини yрганиш асосида нанотехнологияни такомиллаштириб, yзига хос хоссали материаллар олиш имкониятлари яратилмо?да.
Наноцеллюлоза – бу целлюлозанинг наноyлчамли толалари тyплами бyлган материал. Толаларининг ?алинлиги – 5 – 20 нм, узунлиги 10 нм дан бир неча мкм гача. Наноцеллюлоза – титиб нанозаррачаларгача майдаланган целлюлоза толалар. Наноцел- люлоза гель кyринишдаги коллоид масса, ?атлам ва чyкма ?о- сил ?илмайди. Бу материалнинг структураси игна кyринишда зичланган. Наноцеллюлоза иккита yзига хос хоссага эга. Би- ринчиси, yта муста?кам, муста?камлиги жи?атидан зангламай- диган пyлатдан ю?ори. Иккинчиси – псевдо пластиклиги, яъни оддий шароитда ?ую? ва физик бирлашиш (тебратиш, бул?лаш ва ш.к.) да сую? моддага yхшаб yзини тутиши.
Наноцеллюлозалар уч асосий турга бyлинади: нанокристал- лик; нанофибрилланган ва бактериалланган. Буларнинг кимё- вий таркиби бир хил. Морфологияси, заррачаларининг yлчам- лари ва кристаллиги бyйича фар?ланади. Ало?ида хоссалари – хом ашё тури ва олиниш усули билан фар?ланади [46, 48]. Нанокристаллик целлюлоза бош?ача «нановисер» деб ?ам юри- тилади. Наноцеллюлоза кислота билан гидролизлаб олинган фибриллсимон механик пиши?лиги бyйича энг ю?ори ?исобла- нади. Кyриниши калта стерженга ёки ип кyринишли кристалл- га yхшаш, диаметри 20 нм, узунлиги 100—500 нм, кристаллик даражаси 54—85% [72,73].
Наноцеллюлозани олиш технологияси мураккаб ва ?иммат- ли технологик жараёндир. Бу Хитой технологияси парчалаш ва ундан тозалашга асосланган. Чунки лигнин хом ашё таркибида мавжуд бyлган полимер бyлиб, yсимлик танасининг пиши?ли-
гини таъминлашда му?им а?амиятга эга. Уни пишириш жара- ёнида чи?ариб ташлаш лозим. Технологияси 6 бос?ичдан ибо- рат: биринчиси – хом ашё такибидан чанг, тош, металл, бегона органик моддалардан тозалаш; иккинчиси – хом ашёни майда бyлакларга бyлиш. Навбатдаги бос?ичда соф целлюлоза тола- лари олинади ва лигнин ажратиб ташланади. Охирги бос?ичда хом ашё ультра товуш (УЗ) ёрдамида наноyлчамгача майдала- нади ва нано фильтрловчи ?урилмада лигниндан якуний тоза- ланади.
Дунёда наноцеллюлоза олиш технологияси такомиллашиб бормо?да. Янги технология – наноцеллюлозани биологик усул- да олишга асосланган. Бу технология бyйича ишлаб чи?ариш бир мунча арзон. Бу технологияда мо?орловчи Aspergillus niger дан фойдаланилади. Мо?ор лигнинни самарали парчалайди. Ишлаб чи?аришда хом ашё yрнида целлюлоза таркибли мате- риал ?yлланилади. Уларнинг ичида энг яхшиси ва дунёда кенг фойдаланилаётгани зи?ир, пахта, каноп, жут, пенька. 2.6-расм- ларда наноцеллюлоза (а), бyккан кyриниши (б) ва плёнкасининг кyндаланг кесими (в) келтирилган.
а б в
2.6-расм. Наноцеллюлоза намуналарининг кyриниши.
Наноцеллюлозадан енгил ва пиши? материаллар ишлаб чи?ариш мумкин, чунки муста?камлиги пyлатдан муста?кам, ?о?оз листидан юп?а. Ультратовуш билан ишлов берганда ю?о- ри даражада фибриллашга эришиш ва ю?ори унумли, ингичка толали наноцеллюлоза олиш мумкин (2.7-расм). Ю?ори ?увват- ли ультратовушли нурлантириш билан ?ар хил лигнин таркибли целлюлоза материалларидан микро ва наноцеллюлоза олинади.
2.7-расм. Ферментатив гидролизлаб, UP400S Hielscher УЗ прибори ёрдамида 20 мин. давомида ишлов берилиб, олинган нано толаларининг игна шаклидаги кyриниши [Bittencourt et al. 2008].
?озон технологик университети профессори В. А. Петров ра?барлигида нанокристалли целлюлоза (НКЦ) ультратовуш- ли диспергаторда (2.8-расм) сувда микрокристалли целлюлоза (ТШ 9199-001-07508109-204.
а б
2.8-расм. Ультратовушли диспергир ?урилмаси схемаси [96]: а) 1 – ГУК-М4 маркали ультратовуш тебраниш генератори; 2 – ПМС нурлатгич; 3 – концентратор; 4 – штатив;
5 – совуткич. б) ишчи органи схемаси:1 – ю?ори босим области; 2 – ротор; 3 – статор; 4 – ю?ори ва паст босим области.
Микрокристаллик целлюлоза) ни 25
С да нур таъсирида, дис- перглаб олган. Хом ашё yрнида микрокристаллик целлюлоза ?yлланилган. Магнитострикацион нурлатиш 25
Сда олиб борил- ган. Кавитацион сую?ликнинг ?издирганлиги сабабли, ишлов бериш 3 марта 2—3 да?и?адан, жами 10 минут олиб борилган.
Сувдаги МКЦ га ?ар 5 секундда магнитли yзгартирувчи ор?а- ли 22 кГц частотали импульс 2 секунддан берилган [53]. Олин- ган целлюлоза намуналари электрон микроскоп (PHENOM) усулида yрганилган. Наноцеллюлоза заррачаларининг yлчам- лари дисперглашдан олдин ва кейин сирти электрон микрофо- тография усулида ани?ланган. МКЦдан олинган наноyлчамли целлюлоза игнасимон тузилишга эга. Игнали кристалларнинг yлчами электронмикроскопида олинган фото сурати ёрдамида ани?ланди (2.7-жадвал).
2.7-жадвал
МКЦдан олинган наноцеллюлоза игнали кристаллари- нинг yлчами, нм [96]
2.7-жадвалда келтирилган тажриба натижаларининг yртача yлчами: узунлиги 663 нм, эни 207 нм. Олинган намунани по- ливинил спиртидан плёнка олишда тyлдирувчи yрнида ?yллаб, олинган плёнканинг физик-механик хоссалари yрганилган. Целлюлозага ?ар турли физик ва кимёвий таъсирда (СВЧ-нур- латиш, УЗ-дисперглаш), хона шароитида, модул 1:15 сульфат кислотанинг ?ар хил концентрациясида 0,5—2 соат давомида ги- дролизлаб наноцеллюлоза олиниб, унинг хоссалари yрганилган. Рентгенграфик усулда, гидролизловчи агент концентрациясини олинган наноцеллюлозанинг кристаллик даражасига таъсири yрганилган. Концентрацияси 62% га оширганда, кристаллик
даражаси 85% гача ошган. Концентрацияси яна оширилганда кристаллик даражаси 25% гача пасайган. Сабаби, целлюлоза фибриллари орасидаги молекулалар орасида водород бо?лари- нинг узилишидир. Кислота концентрацияси ошиши наноцел- люлозанинг полимерланиш даражасининг пасайишига олиб ке- лади. 2.8-жадвалда кислота концентрациясининг олинган нано- целлюлозани полимерланиш даражасига таъсири келтирилган.
2.8-жадвал
Сульфат кислота концентрациясининг наноцеллюлоза полимерланиш даражасига таъсири [54]
Кислота наноцеллюлозанинг полимерланиш даражасини пасайтиришдан таш?ари, заррачаларининг yлчамларини ?ам ?ис?артиради (2.9-расм).
2.9-расм. Наноцеллюлоза заррачаларининг та?симланиши: а – игнали; б – сфера шаклида.
Игна шаклидаги заррачаларнинг узунлиги 110—145 нм, эни 80—100 нм (сфера шаклида). Пахта целлюлозасидан олинган микрокристалл целлюлозадан олинган наноцеллюлозани реак- ция фаоллиги ани?ланган. Уларда диальдегид звенолари ?осил бyлиш тезлиги ХЦ – МКЦ – НЦ ?аторда намоён бyлади, бунга сабаб сирт юзасининг ортишидир (2.10-расм). Бундан таш?ари, целлюлозани гидролизлаганда ?осил бyлган функционал гу- ру?лар МКЦ ва НЦларнинг реакцион фаоллигини оширади.
2.10-расм. Пахта целлюлоза, микрокристаллик целлюлозаси ва наноцеллюлозаларнинг оксидланиши натижасида ?осил бyлган О
ионининг кинетикаси эгри чизи?и.
