AGRIS - 

2019

Воронова

Aqueous suspensions of nanocrystalline cellulose (NCC) were obtained by sulfuric acid hydrolysis using the standard procedure. Suspensions, films and airgel of NCC were characterized by various methods: the degree of polymerization was determined, elemental analysis was carried out, the degree of crystallinity and crystallite size were calculated on the basis of X-ray data, the morphology of NCC aerogels was studied using scanning electron microscopy. The particle size of the NCC was determined using a transmission electron microscope, a scanning atomic-force microscope and the method of dynamic light scattering. NFC hydrosols with different pH were used to prepare lyophilized NCC samples. From NCC hydrosols with pH 2.2, by gradual replacement of water with an organic solvent, NCC organogels with acetone, acetonitrile and ethanol were obtained. The process of dispersion of lyophilized NCC and NCC organogels (acetone, acetonitrile and ethanol) in water and in 11 organic solvents was investigated. The effect of the pH of the initial aqueous suspension of the NCC and the solvent forming the NCC organogel on the repeated dispersibility of the NCC is shown. The optimum pH value of the initial aqueous suspension of NCC was determined, which determines the maximum dispersibility of the lyophilized samples in each specific solvent. It was shown that dispersion of acetone, acetonitrile and ethanol organogels in most of the solvents studied occurs with the formation of particles less than 100 nm. | Сернокислотным гидролизом по стандартной методике получены водные суспензии нанокристаллической целлюлозы (НКЦ). Суспензии, пленки и аэрогели НКЦ охарактеризованы различными методами: определена степень полимеризации, проведен элементный анализ, на основании рентгеноструктурных данных рассчитаны степень кристалличности и размер кристаллитов, морфология аэрогелей НКЦ изучена с помощью сканирующей электронной микроскопии. Размер частиц НКЦ был определен с помощью просвечивающего электронного микроскопа, сканирующего атомно-силового микроскопа и методом динамического рассеяния света. Гидрозоли НКЦ с различным pH были использованы для приготовления лиофилизированных образцов НКЦ. Из гидрозолей НКЦ с pH 2.2 постепенной заменой воды на органический растворитель были получены органогели НКЦ с ацетоном, ацетонитрилом и этанолом. Исследован процесс диспергирования лиофилизированной НКЦ и органогелей НКЦ (ацетоновый, ацетонитрильный и этанольный) в воде и в 11 органических растворителях. Показано влияние рН исходной водной суспензии НКЦ и растворителя, формирующего органогель НКЦ, на повторную диспергируемость НКЦ. Найдены оптимальное значение pH исходной водной суспензии НКЦ, определяющие максимальную диспергируемость лиофилизированных образцов в каждом конкретном растворителе. Показано, что диспергирование ацетонового, ацетонитрильного и этанольного органогелей в большинстве исследованных растворителей происходит с образованием частиц менее 100 нм.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Атаханов, Абдумуталиб Абдупаттаевич | Мамадиёров, Бурхон | Кузиева, Махлиё | Югай, Светлана Михайловна | Шахобутдинов, Сирож | Ашуров, Нурбек Шодиевич | Абдуразаков, Мухитдин

Проведены сравнительные исследования физико-химических свойств и структур хлопковой целлюлозы, микрокристаллической целлюлозы и наноцеллюлозы методами ИК-, ЯМР-спектроскопии, рентгенографии, термического анализа с целью выявления зависимости «размер частиц – структура – свойства». Выявлено, что в ряду «хлопковая целлюлоза – микрокристаллическая целлюлоза – наноцеллюлоза» степень полимеризации уменьшается (1200, 230, 110 соответственно), степень кристалличности увеличивается (66%, 72%, 83% соответственно) при сохранении надмолекулярной структуры. ИК-спектры микрокристаллической целлюлозы и наноцеллюлозы характеризуются более четким и резким проявлением полос и выступов (особенно в области 1000–1500 см-1) по сравнению с хлопковой целлюлозой. Количество связанной воды в гелях микрокристаллической целлюлозы и наноцеллюлозы увеличивается с уменьшением размера частиц, степень стабильности коллоидных систем возрастает при переходе от микрокристаллической целлюлозы к наноцеллюлозе. Наноцеллюлоза и микрокристаллическая целлюлоза имеют относительно меньшие потери массы и сравнительно большие интервалы температуры интенсивного разложения и их термостабильность выше хлопковой целлюлозы. Найдено, что скорость периодатного окисления наноцеллюлозы выше, чем микрокристаллической целлюлозы и хлопковой целлюлозы. Установлено, что микрокристаллическая целлюлоза количественно подвержена периодатному окислению за 7–8 ч, а наноцеллюлоза – за 0.5–1 ч. | Comparative studies of the physicochemical properties and structures of cotton cellulose, microcrystalline cellulose, and nanocellulose were carried out using IR, NMR spectroscopy, X-ray diffraction, thermal analysis in order to identify the dependence "particle size - structure - properties". It was revealed that in the series “cotton cellulose – microcrystalline cellulose – nanocellulose” the degree of polymerization decreases (1200, 230, 110 respectively), the degree of crystallinity increases (66%, 72%, 83% respectively). The IR spectra of microcrystalline cellulose and nanocellulose are characterized by sharp peaks (in the range 1000–1500 cm–1) compared with cotton cellulose. The amount of bound water in gels of microcrystalline cellulose and nanocellulose increases with decreasing particle size, the degree of stability of colloidal systems increases with the transition from microcrystalline cellulose to nanocellulose. Nanocellulose and microcrystalline cellulose have relatively smaller mass loss and relatively large temperature ranges of intensive decomposition and their thermal stability is higher than cotton cellulose. It was found that the periodate oxidation rate of nanocellulose is higher than that of microcrystalline cellulose and cotton cellulose. It was established that microcrystalline cellulose is quantitatively susceptible to periodate oxidation in 7–8 hours, and nanocellulose in 0.5–1 hour.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2019

Воронова

Сернокислотным гидролизом по стандартной методике получены водные суспензии нанокристаллической целлюлозы (НКЦ). Суспензии, пленки и аэрогели НКЦ охарактеризованы различными методами: определена степень полимеризации, проведен элементный анализ, на основании рентгеноструктурных данных рассчитаны степень кристалличности и размер кристаллитов, морфология аэрогелей НКЦ изучена с помощью сканирующей электронной микроскопии. Размер частиц НКЦ был определен с помощью просвечивающего электронного микроскопа, сканирующего атомно-силового микроскопа и методом динамического рассеяния света. Гидрозоли НКЦ с различным pH были использованы для приготовления лиофилизированных образцов НКЦ. Из гидрозолей НКЦ с pH 2.2 постепенной заменой воды на органический растворитель были получены органогели НКЦ с ацетоном, ацетонитрилом и этанолом.Исследован процесс диспергирования лиофилизированной НКЦ и органогелей НКЦ (ацетоновый, ацетонитрильный и этанольный) в воде и в 11 органических растворителях. Показано влияние рН исходной водной суспензии НКЦ и растворителя, формирующего органогель НКЦ, на повторную диспергируемость НКЦ. Найдены оптимальное значение pH исходной водной суспензии НКЦ, определяющие максимальную диспергируемость лиофилизированных образцов в каждом конкретном растворителе. Показано, что диспергирование ацетонового, ацетонитрильного и этанольного органогелей в большинстве исследованных растворителей происходит с образованием частиц менее 100 нм. | Aqueous suspensions of nanocrystalline cellulose (NCC) were obtained by sulfuric acid hydrolysis using the standard procedure. Suspensions, films and airgel of NCC were characterized by various methods: the degree of polymerization was determined, elemental analysis was carried out, the degree of crystallinity and crystallite size were calculated on the basis of X-ray data, the morphology of NCC aerogels was studied using scanning electron microscopy. The particle size of the NCC was determined using a transmission electron microscope, a scanning atomic-force microscope and the method of dynamic light scattering. NFC hydrosols with different pH were used to prepare lyophilized NCC samples. From NCC hydrosols with pH 2.2, by gradual replacement of water with an organic solvent, NCC organogels with acetone, acetonitrile and ethanol were obtained.The process of dispersion of lyophilized NCC and NCC organogels (acetone, acetonitrile and ethanol) in water and in 11 organic solvents was investigated. The effect of the pH of the initial aqueous suspension of the NCC and the solvent forming the NCC organogel on the repeated dispersibility of the NCC is shown. The optimum pH value of the initial aqueous suspension of NCC was determined, which determines the maximum dispersibility of the lyophilized samples in each specific solvent. It was shown that dispersion of acetone, acetonitrile and ethanol organogels in most of the solvents studied occurs with the formation of particles less than 100 nm.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation