纳塔尔榕树树皮纤维制备微晶纤维素及其可降解薄膜的制备

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本课题最近已经取得了重大进展,将生物质如树皮残留物可持续地转化为高价值的功能性产品,作为合成聚合物材料潜在的替代品,以倡导生物基经济。本课题充分研究了从乌干达树皮中分离微晶纤维素制备可生物降解纤维素薄膜的可能性,该薄膜可作为包装材料。在第一种情况下,在不同时间和恒定温度下用不同浓度的氢氧化钠预处理树皮布纤维,然后用碱性过氧化氢进行漂白。 最后将脱木质素(漂白)树皮浆用盐酸水解,得到微晶纤维素,总产率为30.9%。我们用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射和热重分析检查分离的 MCC的性质。 MCC的结晶度指数高达 75.8%,初始热降解温度为314.6℃。形态学研究显示MCC的纤维状棒状颗粒具有稍微粗糙的表面,其平均长度和直径分别为约90±25μm和17.08±3.3μm。
  其次,将分离的微晶纤维素以7wt%和8wt%的浓度溶解在氢氧化钠/尿素/水溶剂系统中以形成粘性纤维素溶液(凝胶),这些凝胶在水凝固浴中再生成纤维素薄膜。再生薄膜具有粗糙表面,没有任何可识别空隙。该薄膜表现出低结晶度和纤维素I转化为无定形纤维素II。它们还表现出较高的热性能,通常具有较低的机械性能.虽然伸长率低至3%-4%,但拉伸应力约为20MPa,与聚乙烯相当。因此,由该研究制备的热稳定纤维MCC扩大了将树皮布用作生物复合材料中的增强物的应用范围。此外,由于具有更好的溶解参数和溶剂系统如离子液体,来自榕树皮的 MCC 是制备可生物降解薄膜有前景的原料,其具有内在的可改进的机械性能以取代有害的聚乙烯作为环境友好的包装材料。
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