氨基功能化纳米纤维素的合成,用基于瓜尼丁的深溶解剂和其在细纤维保留中的应用
Xipeng Zhang1, Dan Huo2, Jiaxin Wei1
1Tianjin Key Laboratory of Pulp & Paper, State Key Laboratory of Biobased Fiber Manufacturing Technology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China.
International journal of biological macromolecules
|January 19, 2024
概括
本研究介绍了一种绿色方法,用于制备纤维素纳米晶体 (CNC),使用深度环氧溶剂 (DES). 由此产生的C-CNC有效地化纸纤维,为纸业提供可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 纤维素纳米晶 (CNC) 是从纤维素中提取的有价值的纳米材料.
- 传统的CNC制备方法通常涉及苛刻的化学品和能源密集型工艺.
- 开发环境友好和高效的CNC生产方法对于可持续应用至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的绿色方法,使用基于瓜尼丁的深度性溶剂 (DES) 制备纤维素纳米晶体 (C-CNC).
- 研究已制备的C-CNC的特性及其作为纸制造中的花剂的有效性.
主要方法:
- 使用基于瓜尼丁的DES (1,3-diaminoguanidine单化和糖醇) 进行纤维素修饰.
- 氧化溶解纸成二甲纤维素,随后进行DES辅助纤维化和氨基化.
- 使用DFT.描述了DES特性 (粘度,极性,pH) 和模拟的键网络.
- 针对C-CNC制备的最佳反应条件 (摩尔比为 1:2,90°C,2小时).
- 评估了C-CNC的分散性,大小,电荷密度和花性能.
主要成果:
- 优化的DES表征与糖醇/瓜尼丁-盐的摩尔比率有关.
- 制造出高度分散的C-CNC,平均尺寸为85 ± 35 nm长,直径为5.0 ± 1.2 nm,电荷密度为2.916 mol/g.
- 在1分钟内,C-CNC在化学机械纸中展示了细纤维悬浮的快速有效的花.
- 在五个循环后,DES溶剂保持了反应性,表明可重复使用.
结论:
- 基于瓜尼丁的DES为C-CNC制备提供了有效和环保的介质.
- 合成的C-CNC具有优良的性能,可作为纸业中的绿色添加剂应用.
- 这种方法为可扩展,可持续的纳米纤维素生产提供了基础.
