اصلاح شیمیایی نانوالیاف سلولزی و تاثیرات آن بر آب‌گریزی و پراکندگی آنها

چکیده
  نانوالیاف سلولزی قابل استخراج از گیاهان چوبی و غیرچوبی شامل مزایایی زیادی همچون دانسیتة کم، قابلیت دسترس‌‌پذیری بالا، زیست‌‌تخریب پذیری، تجدیدپذیری و ویژگی‌های مکانیکی مناسبی در مقایسه با فیبرهای مصنوعی می‌‌باشند و در سال‌های اخیر علاقمندی به استفاده از آنها در چندسازه‌های سبز، به‌ویژه به‌عنوان تقویت‌‌کنندة فاز زمینة پلیمری در نانوچندسازه‌‌ها افزایش یافته است. حضور گروه‌های قطبی هیدروکسیل در نانوالیاف سلولزی سبب ایجاد آب‌دوستی شدید و پراکندگی غیریکنواخت آنها در محیط‌های غیرقطبی می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بهبود پراکندگی و خاصیت آب­گریزی نانوالیاف سلولزی با استفاده از اصلاح شیمیایی آنها است. بدین منظور در این تحقیق، نانوالیاف سلولزی حاصل از خمیرکاغذ شیمیایی پوست کنف با انیدرید استیک استیله و اصلاح شدند و خواص آنها مطالعه شد و با نانوالیاف سلولزی بکر مقایسه شد. در بخش نتایج، اصلاح گروه‌‌های هیدروکسیل و جایگزینی بخشی از آنها با گروه‌‌های استری توسط طیف‌سنجی FT-IR تایید و درجة استخلاف نانوالیاف سلولزی استیله‌‌شده در شرایط استفاده­شده با روش تیتراسیون 22/0 تعیین شد. همچنین، شاخص بلورینگی، زاویة تماس دینامیکی و پایداری حرارتی (TGA) نانوالیاف قبل و بعد از اصلاح بررسی و مقایسه شدند. آنالیز X-Ray کاهش شاخص بلورینگی را پس از انجام اصلاح شیمیایی نشان داد و با توجه به نتایج زاویة تماس، سطوح نانوالیاف از حالت آب‌دوستی به آب‌گریزی بیشتر تغییر حالت دادند. به‌علاوه، آزمون TGA افزایش میزان پایداری حرارتی نانوالیاف­های اصلاح‌شده را نشان داد. نهایتا در بررسی پراکنش نانوالیاف در حلال‌های آلی اتانول و استون نشان داد که استیلاسیون با درجة استخلاف ایجادشده برای ایجاد پراکندگی بهتر و ماندگارتر نانوالیاف اصلاح‌شده در محیط‌های مذکور مناسب است.