ПЦ, МКЦ ва НЦни оксидлаш реакциясида окидловчи цел- люлозага сорбцияланиб, мураккаб эфир ?осил ?илади. Эфир осон дегидратланади ва яна оксидланиб, реакция сyнгида эрит-
мага IO —ажралиб чи?ади ва ажралиб чи??ан IO – ионлар сони-
3 3
га ?араб, диальдегид звеноларининг сонини ?исоблаш мумкин. Булардан таш?ари, гидролиз натижасида ажралиб чи??ан функ- ционал гуру?лар, МКЦ ва НЦларнинг реакцион фаоллигини оширади.
Тyлдирувчи yрнида КМЦга НЦ ?yшиб олинган плёнканинг механик муста?камлиги 1,66 баравар ортади (2844,9 дан 4728,42 Н/см).
Наноцеллюлозани yсимлик хом ашёсидан олиш
Турли хил yсимликлардан целлюлоза ва наноyлчамли цел- люлоза олиш со?асида ?озон миллий технологик тад?и?от университети олимлари салмо?ли ишлар ?илган [74]. Шулардан бири зи?ир поясидан олинган целлюлоза порошогига ультрато- вуш ёрдамида сую? азот му?итида ишлов бериб, наноцеллюло- за олган. Кам энергия ва кам концентрланган катта ?ажмдаги реагентларни ?yлламайдиган технологияни яратиш устида ла- бораторияда К. С. Мамзякова тад?и?отлар олиб борган. Хом ашё сифатида зи?ир пояси танлаб олинган, чунки унинг тарки- бида 70% гача целлюлоза мавжуд. Бу барча бир йиллик yсим- лик поялари ичида целлюлозаси кyплиги бyйича энг ю?ориси ?исобланади. Маълумки, температурани пасайтириш полимер- ларга таш?и механик таъсирлар билан ишлов бериш, матери- алнинг мyрт бyлишига ва охири майдаланишига олиб келади. Целлюлозани сую? азот му?итида ультратовуш (УЗ) асбобидан фойдаланиб, майдалашда сублимация усулида ?уритиш бос?и- чига э?тиёж ?олмайди. Чунки сувли дисперсия му?итидан цел- люлоза нанозаррачаларини ажратиб олиш шарт эмас. Шунинг учун тад?и?отда зи?ир целлюлоза порошогини сую? азот му?и- тида УЗ йyли билан ишлов бериб олинади.
Хом ашё yрнида, 2343240, 2009RU патентида кyрсатилган усулда зи?ир поясидан олинган порошокдан фойдаланилган. Уннинг таркибидаги гемицеллюлоза ва бош?а аралашмаларга
?арши 3% ли NaOH ва 1% Н О 95
С да, 1:10 модулда 60 да?
2 2
давомида ?yшимча ишлов берилган. Сyнгра модификациялан- ган экструзион ?урилмада майдалаб, рН=7 гача ювиб, ?уритиб ва РМ 120 маркали пичо?ли ротор тегирмонда 10—80 мкм yл- чамгача майдаланган.
Наноцеллюлозани сую? азот криоген му?итида ультратовуш (УЗ) билан ишлов бериб олиш
Ультратовуш ёрдамида порошок кyринишидаги целлюлоза- га ишлов бериш 2.11-расмда келтирилган ?урилмада олиб бо- рилган, УЗ аппаратининг параметри – частотаси 22кГц; ?уввати 1 кВт.
2.11-расм. Криоген усулида целлюлозани майдалаш ?урилмасининг схемаси: 1 – майдаланадиган порошок; 2 – металли ячейка; 3 – нурлаткич; 4 – сую? азот; 5 – пенопластли ячейка.
Керакли ми?дордаги зи?ир порошок сую? азот билан метал- ли ячейка (2) га жойлаштирилади, УЗ билан ишлов бериш жара- ёнида сую? азот бу?ланади, унинг ?урилмадаги ми?дори камай- маслиги учун ячейка (2) га сую? азотдан ?уйиб турилади. УЗ ли ишлов бериш жараёни тугагач, олинган масса махсус идишга солиниб, сую? азот тyла бу?лангунча ?авода тутиб турилади.
УЗ ли ишлов бериб олинган целлюлоза порошоги сульфат кислотада гидролизланади. Бунинг учун целлюлозали масса сульфат кислотали колбага солинади, магнитли аралаштиргичда аралаштирилади. Гидролизлаш 25, 45, 65% ли H
SO
, 1:20 мо-
дулда олиб борилади. Гидролиз 45
С да бир соат давомида уз- луксиз аралаштириб турилади.
Олинган дисперс масса рН =3,5 гача ПЭ-6910 маркали цен- трифугада 4000 об/мин. айланишда бос?ичма-бос?ич сую?лик- дан ажратиб олинади. ?ар бир бос?ичдан кейин, целлюлозали ?атлам центрифугадан олиниб, дистилланган сувда Vivaspin 6 (10 кДа) концентратлардан фойдаланган ?олда, рН = 7 гача ювилади. Олинган ма?сулот гель ?олатидаги ярим тини? кyри- нишли масса. Уни ?уритиш, дастлаб 50
С да 6 соат давомида, сyнгра 105
С да масса ми?дори yзгармай ?олгунча ?уритилади. Олинган плёнка кyринишдаги масса ?авончада майдаланиб, хоссалари yрганилган.
Целлюлозали намуналарнинг кристаллик даражаси D2 PHASER (Bruker) русумли рентген дефрактометрида ани?лан- ган. Намуналар пресслаб таблетка кyринишига келтирилиб, ани?ланган. Целлюлоза намуналарнинг кристаллик индекси (Iкр) Сегал [75] усулида ?исобланган.
Iкр = I002 – Iа/I002,
бу ерда: I
002
– рентген нурининг 2? =22,6
дифракциясининг
интенсивлик суммаси; I —19
, 2? бурчак остидаги дифракция интенсивлигининг тар?алиши.
Порошокли ва наноцеллюлозаларни дисперс таркиби зарра- чалари HORIBA (LA950) русумли лазер анализаторида ани?лан- ган. Намуналарга ?yшимча И100—6/4 УЗ ?урилмасида (частота- си 20 кГц, ?уввати 0,5 кВт) ишлов берилган. Заррачаларнинг шакли ва yлчамлари РЭМ расторли электрон микроскопи ёрда- мида ани?ланган.
2.9-жадвалда порошокли целлюлозага сую? азот му?итида УЗли ишлов бериш давомийлигини, унинг дисперс таркиби, кристаллик индекси ва полимерланиш даражаси (ПД) га таъси- ри келтирилган.
2.9-жадвалда келтирилган маълумотларга кyра, дастлабки ва ишлов берилган намуналарнинг кристаллик даражасида фар?
жуда кам. Сабаби, порошокли целлюлозани кристаллик струк- турасининг са?ланиб ?олганлиги ва УЗ ишлов бериш жараёни- да аморфланмаганлигидир [74]. Барча намуналарнинг рентгено- граммаси бир хил (2.12-расм). Бу ?олат структуравий модифи- кацияга yхшаш рефлекси 2?=22.5°,2?=15°6°,2?=35° ва 2?=20.5° да келтирилган.
Демак, материалга ю?орида келтирилган усулда ишлов бер- ганда ?ам структуравий yзгаришга кескин таъсир этмайди, яъни материал yта тур?ун. Намуналарга сую? азот му?итида ультра- товушли ишлов берганда заррачаларнинг yртача yлчамлари ва фракция таркиби, амалда yзгармаган (2.9-жадвал).
2.9-жадвал Сую? азот му?итида порошокли целлюлозага УЗли ишлов бериш давомийлигини, унинг дисперс таркиби, кристаллик
индекси ва полимерланиш даражаси (ПД) га таъсири
ПД* кадоксен эритмасида вискозиметрик усулда ани?ланган.
Булардан таш?ари, бирорта ?ам намуналарда наноyлчамли заррачалар учрамайди. Бу целлюлоза заррачаларининг агломе- рацияланиши ?исобланади. Сабаби, водород бо?ларининг кyп- лиги ?амда уларнинг ип-толали шакли ?исобланади.
2.12-расм. 1—3 намуналарнинг рентгенограммаси.
Целлюлозанинг реал yлчамларини лазер анализаторида yлчаш имкони йy?.
Намуналарнинг полимерланиш даражаси 440—450 атрофида, демак, танланган усул ПД га катта таъсир этмайди, бу майдалаш жараёнининг йy?лигини тасди?лайди.
Электрон микроскоп тад?и?отларида хом ашё ва олинган микрозаррачали целлюлозаларнинг агломерацияланганлиги ани?ланди. 2.13-расмда РЭМ да олинган фото суратларда йирик агломератлар баъзи ?олларда yлчамлари 30 нм ?осил бyлади. Бу наноцеллюлозани ю?ори унумида олиш имкониятини беради.
Электрон микроскоп анализларини кyрсатиши бyйича, агло- мератлар ?осил бyлиши дастлабки №1 порошокли целлюлоза- да ?амда сую? азот му?итида ультра товушли ишлов берилган (№3) да ?ам ?осил бyлган.
Максимал yлчамли заррачалар дастлабки порошокда (№1) 280 нм, минимали – 30 нм. Ишлов берилган (№3) намунада мак- симум 530 нм, минимум – 80 нм. Барча намуналардан олинган
целлюлоза заррачаларини шакли чyзинчо? ёки йирик агломерат, yлчами 300 мкм.
2.13-расм. РЭМ электрон микроскопида олинган фото суратлар:
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/chitat-onlayn/?art=70198069&lfrom=174836202) на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
