PREPARATION OF NANOCELLULOSE FROM NON-WOOD PLANT RAW MATERIALS | ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ НЕДРЕВЕСНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Английский. The purpose of this work was to study the possibility of obtaining nanocellulose (NC) by ultrasonic (US) processing in the medium of liquid nitrogen (LN) powdered cellulose. To achieve this goal, it was necessary to determine the effect of the time of ultrasonic treatment in the medium of LN on the dispersed composition, crystallinity index and degree of polymerization (DP) of cellulose samples. Studies were performed using a powder X-ray diffractometer, a laser particle analyzer, and a scanning and transmission electron microscope. DP of cellulose was determined by the viscosity of its solution in cadoxene by the standard method. It has been found that cryogenic grinding of flax cellulose samples does not lead to significant changes in its structural modification and degree of crystallinity, which indicates the high resistance of this material to such effects. However, ultrasonic exposure in the medium of LN with the subsequent treatment with 25%, 45%, 65% H2SO4 allows to obtain cellulose nanospheres with a diameter of 48 to 437 nm and a yield of up to 40%. Unlike other types of nanoparticles (nanofibrillary, nanocrystalline cellulose), cellulose nanospheres have a larger surface area, which opens up the possibility of their effective use for the modification of composite materials.

Русский. Цель настоящей работы заключалась в исследовании возможности получения наноцеллюлозы (НЦ) путем ультразвуковой (УЗ) обработки в среде жидкого азота (ЖА) порошковой целлюлозы из льна. Для достижения поставленной цели необходимо было определить влияние времени УЗ обработки в среде ЖА на дисперсный состав, индекс кристалличности и степень полимеризации (СП) образцов целлюлозы. Исследования проводили с использованием порошкового рентгеновского дифрактометра, лазерного анализатора частиц, а также растрового и просвечивающего электронного микроскопа. СП целлюлозы определяли по вязкости ее раствора в кадоксене по стандартной методике. Выяснено, что криогенное измельчение образцов льняной целлюлозы не приводит к значительным изменениям его структурной модификации и степени кристалличности, что свидетельствует о высокой стойкости данного материала к подобного рода воздействиям. Кроме того, предложенный тип обработки не позволяет разрушить агломераты частиц целлюлозы и уменьшить их размер, а приводит только к незначительному снижению СП образцов при увеличении времени УЗ обработки в среде ЖА до 30 мин. Однако УЗ воздействие в среде ЖА с последующей обработкой 65% H2SO4 позволяет получать целлюлозные наносферы с диаметром от 48 до 437 нм и выходом до 40%.