دانشگاه تهران نشریه جنگل و فرآورده های چوب 5052-2008 67 2 2014 08 23 Chemical Modification of Cellulose Nanofibers and its Impact on their Hydrophobicity and Dispersibility اصلاح شیمیایی نانوالیاف سلولزی و تاثیرات آن بر آب‌گریزی و پراکندگی آنها 295 306 50402 10.22059/jfwp.2014.50402 FA مهران بابایی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران یحیی همزه دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-5237-9866 مهدی جنوبی استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران علیرضا عشوری دانشیار، تهران، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، پژوهشکده فناوری‌های شیمیایی، تهران، ایران Journal Article 2014 02 21 Cellulose nanofibers (CNF) which isolated from wood and non woody plants have attractive advantages comparing with the synthetic fibers, some of the most relevant being the following: low density, renewable sources, biodegradability, availability, and high specific mechanical properties. Recently, the use of CNF in green materials, especially as reinforcement in different polymers has been increased greatly. However, the existence of the hydroxyl groups on the CNF surface leads to high hydrophilicity and limited dispersibility of CNF in non- polar polymers. In this study, the chemical modification has been used to enhance the hydrophobicity and dispersibility of CNF in non-aqueous mediums. Therefore, isolated CNF from Kenaf bast fibers was acetylated with acetic anhydride to obtain acetylated cellulose nanofibers (ACNF). The properties of both acetylated and non-acetylated nanofibers were studied. FTIR analysis was used to confirm the replacement of hydroxyl groups with acetyl groups. The degree of substitution was calculated by using titration method and it was found to be 0.22. XRD analysis indicated crystalinty index of ACNF decreased compared to untreated CNF. The dynamic contact angle measurement showed that the hydrophilic surfaces of CNF become more hydrophobic due to the partial acetylation. In addition, TGA results clearly demonstrated an increase in thermal stability of acetylated nanofibers. The study of the dispersion illustrated that acetylated cellulose nanofibers formed stable, well-dispersed suspensions in both acetone and ethanol. نانوالیاف سلولزی قابل استخراج از گیاهان چوبی و غیرچوبی شامل مزایایی زیادی همچون دانسیتة کم، قابلیت دسترس‌‌پذیری بالا، زیست‌‌تخریب پذیری، تجدیدپذیری و ویژگی‌های مکانیکی مناسبی در مقایسه با فیبرهای مصنوعی می‌‌باشند و در سال‌های اخیر علاقمندی به استفاده از آنها در چندسازه‌های سبز، به‌ویژه به‌عنوان تقویت‌‌کنندة فاز زمینة پلیمری در نانوچندسازه‌‌ها افزایش یافته است. حضور گروه‌های قطبی هیدروکسیل در نانوالیاف سلولزی سبب ایجاد آب‌دوستی شدید و پراکندگی غیریکنواخت آنها در محیط‌های غیرقطبی می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بهبود پراکندگی و خاصیت آب­گریزی نانوالیاف سلولزی با استفاده از اصلاح شیمیایی آنها است. بدین منظور در این تحقیق، نانوالیاف سلولزی حاصل از خمیرکاغذ شیمیایی پوست کنف با انیدرید استیک استیله و اصلاح شدند و خواص آنها مطالعه شد و با نانوالیاف سلولزی بکر مقایسه شد. در بخش نتایج، اصلاح گروه‌‌های هیدروکسیل و جایگزینی بخشی از آنها با گروه‌‌های استری توسط طیف‌سنجی FT-IR تایید و درجة استخلاف نانوالیاف سلولزی استیله‌‌شده در شرایط استفاده­شده با روش تیتراسیون 22/0 تعیین شد. همچنین، شاخص بلورینگی، زاویة تماس دینامیکی و پایداری حرارتی (TGA) نانوالیاف قبل و بعد از اصلاح بررسی و مقایسه شدند. آنالیز X-Ray کاهش شاخص بلورینگی را پس از انجام اصلاح شیمیایی نشان داد و با توجه به نتایج زاویة تماس، سطوح نانوالیاف از حالت آب‌دوستی به آب‌گریزی بیشتر تغییر حالت دادند. به‌علاوه، آزمون TGA افزایش میزان پایداری حرارتی نانوالیاف­های اصلاح‌شده را نشان داد. نهایتا در بررسی پراکنش نانوالیاف در حلال‌های آلی اتانول و استون نشان داد که استیلاسیون با درجة استخلاف ایجادشده برای ایجاد پراکندگی بهتر و ماندگارتر نانوالیاف اصلاح‌شده در محیط‌های مذکور مناسب است. https://jfwp.ut.ac.ir/article_50402_87f55b2fabe7a1b819a29ab19551aa24.pdf