Otrzymywanie nanostruktur celulozy metodami rafinacji

Radosław Wąchała 1Tomasz Ramięga Alicja Kaczmarek Tadeusz Antczak 

1. Technical University of Łódź, Department of Biotechnology and Food Science, Stefanowskiego 4/10, Łódź 90-924, Poland

Abstract

Polimer złożony z nanowłókien celulozowych, którego właściwości funkcjonalne determinowane są przez strukturę nanofibryli, nazywany jest nanocelulozą. Włókna naturalne, których przynajmniej jeden wymiar zamyka się w 100 nm łączą w sobie cechy substratów makroskopowych ze specyficznymi właściwościami nanomateriałów. Większa powierzchnia nanocelulozy w stosunku do jej formy natywnej skutkuje wzrostem interakcji z otaczającymi substancjami, np. wiązania różnorodnych nanocząsteczek. Ponadto, w stanie stałym nanoceluloza charakteryzuje się występowaniem w jej strukturze nanoporów, podczas gdy w zawiesinie lub też w kompozycie jest ona przeźroczysta [1].

Założeniem badań realizowanych w ramach projektu jest opracowanie metody wytwarzania nanocelulozy z biomasy roślinnej, która następnie zostanie wykorzystana do produkcji biodegradowalnych tworzyw sztucznych oraz jako komponent
w dziedzinie włókiennictwa.

Założono otrzymanie nanostruktur celulozowych z biomasy roślinnej metodą top-down, wykorzystując do tego celu metody rafinacji o charakterze: fizycznym, chemicznym oraz enzymatycznym (celulazy, pektynazy, ksylanaz i ligninazy). Metody te polegają na rozdrobnieniu materiału wyjściowego i usunięciu z komórek roślinnych składników innych niż celuloza, takich jak: pektyny, hemicelulozy, ligniny i minerały. Następnie, poprzez odpowiednią obróbkę włókien celulozowych można zwiększyć dostępność grup hydroksylowych, zmienić stopień krystaliczności, rozwinąć powierzchnię wewnętrzną, zerwać wiązania wodorowe, co spowoduje wzrost reaktywności celulozy. Prowadzony  w odpowiednich warunkach proces może doprowadzić do rozdzielenia włókien celulozowych na mikro i nanofibryle.

W ramach obecnie prowadzonych badań opracowywane są warunki wstępnej obróbki mechanicznej oraz parametry procesu enzymatycznej hydrolizy lignin. Kontrolę wielkości włókien prowadzono z wykorzystaniem mikroskopu optycznego (Olympus BX-51) i oprogramowania CellSens Dimension. Natomiast zawartość lignin po procesie sprawdzano poprzez oznaczanie liczby Kappa.

Badania są finansowane z projektu 01.01.02-10-123/09 współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013.

Literatura:

 [1] Cheng Q., Wang S., Rials T.G., Lee S.-H., Physical and mechanical properties of polyvinyl alcohol and polypropylene composite materials reinforced with fibril aggregates isolated from regenerated cellulose fibers, Cellulose, 2007, 14, 593 – 602.

Auxiliary resources (full texts, presentations, posters, etc.)
  1. POSTER: Otrzymywanie nanostruktur celulozy metodami rafinacji, PDF document, version 1.5, 1.9MB
 

Legal notice
  • Legal notice:

    Copyright (c) Pielaszek Research, all rights reserved.
    The above materials, including auxiliary resources, are subject to Publisher's copyright and the Author(s) intellectual rights. Without limiting Author(s) rights under respective Copyright Transfer Agreement, no part of the above documents may be reproduced without the express written permission of Pielaszek Research, the Publisher. Express permission from the Author(s) is required to use the above materials for academic purposes, such as lectures or scientific presentations.
    In every case, proper references including Author(s) name(s) and URL of this webpage: http://science24.com/paper/28263 must be provided.

 

Related papers
  1. Isolation and application of β-galactosidases  in the synthesis of 2-deoxy-β-D-galactosides 
  2. Wytwarzanie preparatu enzymatycznego przydatnego do otrzymywania nanocelulozy

Presentation: Poster at Nano-Biotechnologia PL, by Radosław Wąchała
See On-line Journal of Nano-Biotechnologia PL

Submitted: 2012-06-27 13:07
Revised:   2012-09-12 20:31
Google
 
Web science24.com
© 1998-2021 pielaszek research, all rights reserved Powered by the Conference Engine