عیارسنجی لیگنوسلولز نانوفیبریله بر اساس ارزیابی کدری سوسپانسیون

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران، ایران.

2 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

3 گروه جنگلداری و صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران.

10.22059/jfwp.2026.402024.1369

چکیده

تولید و کاربرد انواع سلولز و لیگنوسلولز نانوفیبریله در طیف وسیعی از زمینه‌ها توسعه پیدا کرده‌ است. با این حال، تنوع منابع اولیه و روش‌های تولید موجب تفاوت‌های چشمگیر در ویژگی‌های نانوفیبریل‌ها شده و نیاز به شاخص‌های ساده و کارآمد برای سنجش کیفیت آنها برای عیارسنجی را آشکار می‌سازد. هدف این پژوهش، بررسی قابلیت استفاده از شاخص کدورت سوسپانسیون به عنوان معیاری غیرمستقیم برای عیارسنجی کیفیت سلولز و لیگنوسلولز نانوفیبریله بوده است. برای این منظور، سه نوع خمیر کرافت صنوبر با مقادیر متفاوت لیگنین (0.3، 6.6 و 12.6 درصد) تهیه و سپس با استفاده از دستگاه سوپر آسیاب دیسکی تحت فرایند نانوفیبریلاسیون قرار گرفتند. ترکیب شیمیایی، درصد بلورینگی، میانگین قطر نانوالیاف، کدورت سوسپانسیون، بازده فیبریلاسیون و خواص مکانیکی فیلم‌های تولیدی ارزیابی شد. بر اساس نتایج، شاخص کدری به‌عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی کیفیت و عیارسنجی لیگنوسلولزنانوفیبریله شناخته شد. به نحوی که 38% تفاوت این ویژگی در اثر تغییر ماده اولیه مشاهده شد در حالی که در عیارسنجی بر اساس مقایسه مقاومت کششی فیلم‌های تولیدی، باوجود صرف وقت بسیار، خطاهای متعدد در نحوه تولید فیلم و اندازه‌گیری، حداکثر تفاوت مشاهده شده بین کمترین و بیشترین مقدار، در حد 20% برآورد گردید. همچنین نتایج نشان داد، لیگنوسلولز نانوفیبریله حاوی 6/6 درصد لیگنین، به‌دلیل فیبریلاسیون بهتر، کمترین شاخص کدری را داشته‌است. بنابراین، سنجش کدورت، به عنوان روشی ساده، کم‌هزینه و غیرمخرب برای ارزیابی کیفیت نانوفیبریل در کنار شاخص‌های مرسوم مانند مقاومت کششی و بازده نانوفیبریلاسیون ارزیابی شد که می‌تواند حتی به‌صورت برخط در عیارسنجی صنعتی لیگنوسلولز نانوفیبریله نقش مؤثری ایفا کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Benchmarking of nano-fibrillated lignocellulose based on evaluation of turbidity of suspension

نویسندگان [English]

  • S. Faegheh Mousavi 1
  • Amir Khosravani 2
  • Pejman Rezayati Charani 3
1 Wood and Paper Science and Technology Department, Natural Resources Faculty, Tarbiat Modares University, Noor, Mazandaran, Iran.
2 Wood and Paper Science and Technology Department, Natural Resources Faculty, Tarbiat Modares University, Noor, Mazandaran, Iran
3 Department of Forestry and Cellulose Industry, Faculty of Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Iran.
چکیده [English]

The production and application of nano-fibrillated cellulose and lignocellulose have been developed in a wide range of fields. Nevertheless, the diversity of raw materials and processing methods results in considerable variations in nanofibril properties, highlighting the need for simple and efficient indices to assess their quality for benchmarking. The objective of this study was to investigate the feasibility of using turbidity of suspension as an indirect criterion for benchmarking the quality of nano-fibrillated cellulose and lignocellulose. For this purpose, three types of poplar kraft pulp with different lignin contents were produced and subjected to nano-fibrillation using an ultra-fine grinder. The chemical composition, crystallinity , average nanofibril diameter, turbidity, fibrillation yield, and mechanical properties of the produced films were evaluated. According to the results, turbidity was identified as a significant indicator for benchmarking of nano-fibrillated lignocellulose. Specifically, a 38% variation in turbidity was observed depending on the type of raw material, whereas benchmarking based on tensile strength of the produced films, despite requiring substantial time, measurement, of the maximum observed difference in properties between the lowest and highest values was estimated at 20%. Moreover, results indicated that nano-fibrillated lignocellulose containing 6.6% lignin exhibited the lowest turbidity index, which was attributed to more effective fibrillation. Therefore, turbidity measurement is introduced as a simple, low-cost, and non-destructive approach for evaluating nanofibril quality, alongside conventional indices such as tensile strength and fibrillation yield. This method can further play a valuable role even for the development of on-line industrial-scale assessment of nano-fibrillated lignocellulose.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano-fibrillated lignocellulose
  • cellulose nanofiber
  • benchmarking
  • turbidity
نشریه جنگل و فرآورده های چوب

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 29 دی 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار