مقایسة خواص فیزیکی‌ـ‌شیمیایی نانوالیاف سلولزی جدا‌شده از ساقه و پوست کنف

Abstract

در این تحقیق، خواص فیزیکی و شیمیایی نانوالیاف سلولزی حاصل از ساقه و پوست کنف با استفاده از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف‌سنجی ((FTIR، آنالیز توزین حرارتی (TGA)، و پراش پرتو (XRD) X بررسی شد. بدین‌منظور، با انجام تیمارهای شیمیایی‌ـ‌مکانیکی، نانوالیاف سلولزی الیاف ساقه و پوست کنف جداسازی شد. روش تولید خمیرکاغذ بر پایة فرایند سودا‌ـ‌آنتراکینون همراه با یک فرایند رنگ‌بری سه‌مرحله‌‌ای به‌عنوان تیمار شیمیایی و عملیات پالایش، خردکردن در نیتروژن مایع، و هموژنیزه‌کردن الیاف تحت فشار بالا به‌ عنوان تیمار مکانیکی به‌کار گرفته شد. سپس، ابعاد و مورفولوژی نانوالیاف حاصله با استفاده از TEM بررسی شد. نتایج به‌‌دست‌آمده نشان داد قطر نانوالیاف حاصل از پوست کنف ضخیم‌تر از نانوالیاف به‌‌دست‌آمده از ساقة کنف است؛ در حالی ‌‌که میانگین طول هر دو نوع نانوالیاف حاصل بالغ بر چندین میکرون و تقریباً برابر بود. نتایج حاصل از بررسی نانوالیاف ساقه و پوست با استفاده از اشعة مادون قرمز نشان داد گروه‌های فعال موجود در هر دو نوع نانوالیاف شبیه بوده و اختلاف معنی‌‌داری بین آن‌ها مشاهده نمی‌‌شود. آنالیز حرارتی نانوالیاف جدا‌شده از پوست و ساقة کنف نشان داد پایداری حرارتی نانوالیاف حاصل از پوست به‌‌مراتب بیشتر از نانوالیاف استخراج‌شده از ساقه است. همچنین، اشعة ایکس به‌‌خوبی نشان داد تیمارهای شیمیایی‌ـ‌مکانیکی به‌‌کار‌گرفته‌شده در این تحقیق موجب افزایش درصد کریستالیتة نانوالیاف شده است؛ به‌‌طوری که درصد کریستالیتة نانوالیاف حاصل از پوست کنف در حدود 81 درصد، و مقدار آن برای نانوالیاف حاصل از ساقة کنف در حدود 63 درصد بوده است.