Proprietăți morfologice, fiziochimice și termice ale celulozei microcristaline (MCC) extrase

Masrat Rasheed

1 Laborator de tehnologie biocompozit, Institutul de Silvicultură Tropicală și Produse Forestiere (INTROP), Universitatea din Malaezia, UPM Serdang 43400, Selangor, Malaezia; moc.liamg@muuyyaqusam

proprietăți

Mohammad Jawaid

1 Laborator de tehnologie biocompozit, Institutul de Silvicultură Tropicală și Produse Forestiere (INTROP), Universitra Putra Malaysia, UPM Serdang 43400, Selangor, Malaysia; moc.liamg@muuyyaqusam

Zoheb Karim

2 MoRe Research Ornskoldsvik AB, Caseta 70, SE-89122 Ornskoldsvik, Suedia; [email protected]

3 Institutul de Arhitectură și Inginerie Civilă, Universitatea de Stat din Uralul de Sud, 454080 Chelyabinsk, Rusia

Luqman Chuah Abdullah

4 Departamentul de Inginerie Chimică și de Mediu, Facultatea de Inginerie, Universitatea Putra din Malaezia, UPM Serdang 43400, Selangor, Malaezia; ym.ude.mpu@hauhc

Abstract

1. Introducere

În acest context, celuloza este un polimer important, care ar putea fi reglat în conformitate cu cerințele și ar putea fi, de asemenea, utilizat ca material funcțional, precum și ca material structural pentru producerea de compozite valoroase. Este cel mai abundent compus organic găsit pe pământ, care a fost mult timp o sursă majoră de materiale regenerabile fiabile [6,7]. În plus, există în mod natural, are un cost redus, este biodegradabil, este un compus cu densitate redusă și se potrivește cel mai bine în domeniul regenerabilității. Celuloza, reprezentând aproximativ 1,5 × 1012 tone din producția anuală totală de biomasă, este considerată o sursă practic inepuizabilă de materii prime disponibile în mod natural. Are o structură interesantă care cuprinde un polimer glucidic liniar și lanțuri lungi de unități β-d-glucopiranoză unite în continuare prin legătura β-1,4-glicozidică [8]. În plus, are câteva proprietăți foarte importante, care includ regenerabilitatea, biocompatibilitatea și biodegradabilitatea. De asemenea, are o capacitate largă de modificare a substanțelor chimice [9].

Celuloza poate fi obținută din multe resurse naturale, de exemplu, lemn, plante, bacterii și alge. Prin procesul de hidroliză, celuloza poate fi convertită în formă microcristalină cunoscută sub numele de celuloză microcristalină (MCC) sau formă nanocristalină cunoscută sub numele de celuloză nanocristalină (NCC).

MCC, unul dintre derivații de celuloză, este o particulă naturală. Este o pulbere albă, cristalină, fină, inodoră și are caracteristici importante care includ netoxicitatea, biocompatibilitatea, biodegradabilitatea, rezistența mecanică ridicată, suprafața mare și densitatea redusă etc. [10.11]. Datorită acestor proprietăți, a primit o mulțime de atenții în ultimele decenii și a fost utilizat în diferite industrii. A fost utilizat în special în industria alimentară, cosmetică și medicală, cum ar fi un liant și umplutură în alimente, tablete medicale etc. Mai mult, a fost folosit ca agent de întărire în dezvoltarea compozitelor polimerice. MCC a fost, de asemenea, utilizat ca stabilizator de suspensie, retenție a apei, regulator de vâscozitate și emulgator în paste și creme [6,7,12,13]. De obicei, celuloză purificată și parțial depolimerizată este utilizată pentru a obține MCC. Procesul convențional de preparare implică tratarea alfa celulozei cu o cantitate excesivă de acizi minerali. Diferite resurse pe bază de celuloză care au fost utilizate pentru prepararea MCC includ reziduuri de biomasă de palmier uleios [8,14], coji de orez [15], vată [12], mangostan [16], roselle [17] etc.

2. Caracterizare

S-au folosit diverse tehnici sofisticate pentru caracterizarea materialelor intermediare și a produsului final, MCC.

2.1. Analiza modificărilor chimice în timpul procedurii

FTIR a fost efectuat pentru a înțelege modificările chimice în timpul producției de MCC. Spectrometrul cu infraroșu Perkin-Elmer 1600 a fost utilizat pentru detectarea diferitelor grupuri funcționale introduse în timpul procedurii de izolare. Spectrele au fost colectate de spectrometru cu 32 de scanări de rulare la o rezoluție de 4 cm -1 pentru fiecare probă în intervalul 650-4000 cm -1. Funcționalitatea „find peak tool” a software-ului Nicolet (OMNIC, versiunea 5.01) a fost utilizată pentru a determina pozițiile vârfurilor de transmisie semnificative la un anumit număr de undă.