تهیه هیدروژل و آئروژل بلور نانوسلولز از پالپ پنبه و بررسی کاربرد آن به‌عنوان عایق حرارتی

Abstract

در این پژوهش هیدروژل نانوسلولز با انجام عملیات شیمیایی (آبکافت اسیدی) و مکانیکی (امواج فراصوت) بر روی پالپ پنبه تهیه شد. عامل‌های متفاوت شامل نوع و غلظت اسید، زمان آبکافت و قدرت امواج فراصوت بررسی شد. همچنین تهیه آئروژل نانوسلولز به روش تعویض حلال و سپس خشک‌کن انجمادی انجام و تأثیر عامل‌های متفاوت شامل غلظت هیدروژل، نوع حلال و نسبت هیدروژل به حلال بررسی شد. ویژگی‌های نانوسلولز با دستگاه‌های FT-IR ،XRD ،SEM و TEM بررسی و پتانسیل زتا و درجه بسپارش آن‌ها اندازه‌گیری شد. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که بازده سلولز نانوبلور (NCC) در شرایط بهینه 62/1% بوده است. در تصویر FE-SEM نانوسلولز ساختار شبکه‌ای از الیاف آن دیده می‌شود. در تصویر TEM آن، بلورهای سلولزی میله‌ای شکل با عرض 25 تا nm 50 و طول 100 تا nm 400 وجود دارد. درجه بسپارش سلولز نانوبلور 81/54 و از پایداری بالایی برخوردار است. آئروژل نانوسلولز به‌دست‌ آمده در شرایط بهینه دارای سطح ویژه معادل m2/g./92 است. رسانایی حرارتی بسیار پایین آئروژل نانوسلولز، mW/m K 25، نشان می‌دهد که می‌توان از این ترکیب به‌عنوان نانوعایق حرارتی با کارایی بالا استفاده کرد.