喷雾干燥酶处理的纤维素纳米纤维

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物技术是生物技术.
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 纤维素纳米纤维 (CNFs) 提供了增强的材料性能,但需要大量的能量进行加工.
• 酶性预处理是一种提高CNF可加工性和减少能源消耗的潜在方法.
• 优化CNF生产对于它们在复合材料中的更广泛应用至关重要.

研究的目的:

• 评估精炼和喷雾干燥过程中用酶处理的CNF的可加工性和能源需求.
• 研究酶预处理对CNF及其衍生复合材料的形态和机械性能的影响.
• 为了比较用酶处理的CNF与未处理的CNF在聚烯 (PP) 基质复合材料中的性能.

主要方法:

• 使用实验室规模的质量合剂与内葡萄糖酶处理,从漂白 kraft 纸 (BKP) 生产 CNF.
• 在CNF提炼过程中确定净能耗,聚合度 (DP) 和粘度.
• 用酶预处理的喷雾干燥CNF (SDCNF) 粉末的形态特征.
• 使用双螺杆挤出机将酶预处理的SDCNF合成PP矩阵,并与化物接种聚烯 (MAPP) 进行配合.
• 评估产生的PP-CNF复合材料的机械性能.

主要成果:

• 酶处理显著降低了在CNF提炼过程中达到目标罚款水平所需的能源消耗.
• 酶治疗导致CNF的聚合度和粘度下降.
• 将酶预处理的SDCNF添加到PP矩阵中保持了复合材料的增强强度特性.
• 用酶预处理的SDCNFs的形态特性被用于复合应用的特征.

结论:

• 酶预处理是提高CNF生产能效的有效策略.
• 用酶处理的CNF可以成功地纳入PP复合材料,而不会损害机械强度.
• 这种方法为在先进材料中利用CNF提供了更可持续和更具成本效益的途径.