Nanostruktureeritud tselluloosi ultraheli tootmine

  • Nanotselluloos on kõrgjõudlusega lisand, mida on edukalt kasutatud reoloogiliste modifitseerijatena, tugevdajana ja lisandina mitmekülgsetes kõrgefektiivsetes materjalides ja rakendustes.
  • Nano-struktureeritud fibrillid on väga suure võimsusega ultraheli homogeniseerimiseks ja freesimiseks väga tõhusalt isoleeritud igast tselluloosi sisaldavast allikast.
  • Ultraheli abil saab saavutada kõrgemat fibrillatsiooni, kõrgemat nanotselluloosisisaldust ja õhemaid kiude.
  • Ultraheli tehnoloogiat iseloomustavad ekstensiivsete ja kõrgete nihkejõudude äärmiselt suurema jõudlusega tavapärased nano-tselluloositootmise meetodid.

Ultraheli Nanotselluloosi tootmine

Kõrge võimsusega ultraheliuuringud aitavad kaasa mitmesuguste tselluloosmaterjalide allikate, nagu puit, lignotsellulooskiud (tsellulooskiud) ja tselluloosi sisaldavad jäägid, mikro- ja nano-tselluloosi eraldamiseks ja eraldamiseks.
Taimede kiud vabastatakse lähtematerjalist, ultraheli lihvimine ja homogeniseerimine on võimas ja usaldusväärne meetod, mis võimaldab töödelda väga suuri koguseid. Tselluloos sisestatakse inline sonoreactor, kus ultraheli suure nihkejõud purustab biomassi raku struktuuri, nii et fibrillous aine saab kättesaadavaks.
Allpool toodud joonis 1 näitab TEM-i kujutist “Kunagi kuivatatud puuvill” (NDC) ensümaatilise hüdrolüüsiga ja töödeldi Hielscheri abil UP400S 20 minutit. [Bittencourt et al. 2008]

Nanocellulose shows outstanding properties due to its high surface/mass ratio. Hielscher's ultrasound technology is a reliable and efficient method to produce nanocellulose and cellulose nanocrystals.

TEM-i pilt “Kunagi kuivatatud puuvill” (NDC), mis on ensümaatilise hüdrolüüsi teel töödeldud ja töödeldud Hielscheri UP400S-ga 20 minutit. [Bittencourt et al. 2008]

Alljärgnev joonis 2 näitab ensüümide hüdrolüüsile saadetud viskoosfilmi SEM-kujutist, millele järgneb ultraheliga töötlemine UP400S. [Bittencourt et al. 2008]

Nano-tsellulooskomposiitide ultraheli tootmine.

Viskoosfilmi SEM kujutis, mis on esitatud ensümaatilisele hüdrolüüsile, millele järgneb ultraheliga töötlemine UP400S abil [Bittencourt et al. 2008]

Ultraheli nanokartselluloosi töötlemist saab edukalt kombineerida TEMPO-oksüdeeritud kiu töötlemisega. TEMPO protsessis toodetakse tselluloosist nanofiibreid oksüdeerimissüsteemina, kasutades katalüsaatorina 2,2,6,6-tetrametüülpiperidinüül-1-oksüli (TEMPO) ja naatriumbromiidi (NaBr) ja naatriumhüpokloriti (NaOCl). Uuringud on tõestanud, et oksüdatsiooni efektiivsus on märkimisväärselt paranenud, kui oksüdatsioon toimub ultraheli kiirguse all.

ultraheli Dispersion

Nanotselluloosi dispersioonid näitavad erakordset reoloogilist käitumist, kuna selle kõrge viskoossus on madala nanotselluloosi kontsentratsioonis. See muudab nanokartselluloosi väga huvitavaks lisandiks reoloogiliste modifitseerijatena, stabilisaatorina ja gelandina erinevateks rakendusteks, näiteks kattekihis, paberil või toiduainetööstuses. Selle ainulaadsete omaduste väljendamiseks peab nanokartselluloos olema
Ultraheli hajumine on ideaalne meetod, et saada peene suurusega, ühekordselt dispergeeritud nanotselluloos. Kuna nanokartselluloos on väga kõrge Nihutatav hõrenemineultraheli on eelistatum tehnoloogia nanotselluloossete suspensioonide valmistamiseks, sest suure võimsusega ultraheli sidumine vedelikega loob äärmiselt nihketugevuse. (Kliki siia, et rohkem teada saada ultraheli kavitatsioonist vedelikes!)
Pärast nanokristallilise tselluloosi sünteesi on nanotselluloos sageli ultraheli hajutatud lõppsaaduse (nt nanokomposiidid, reoloogiline modifikaator jne) valmistamiseks vedelasse keskkonda, nt mittepolaarsesse või polaarsesse lahustitesse, nagu dimetüülformamiid (DMF). Kuna CNF-sid kasutatakse mitmekülgsetesse koostistesse lisanditena, on otsustava tähtsusega usaldusväärne dispersioon. Ultraheli tekitab stabiilselt ja ühtlaselt hajutatud fibrilli.

Tööstuslik ultraheli töötlemine

Hielscher Ultrasonics tarnib võimsat ja usaldusväärset ultraheli tehnoloogiat väikestest lab ultrasonikaatorid pink-top süsteemid ja täieliku kommertslik tööstuslike seadmete seadmed. Hielscheri läbivoolu sonoreaktorites, mis on saadaval erinevate suuruste ja geomeetriaga, saavutatakse optimaalne ultraheli tingimus, kuna optimeeritud reaktsioonitingimused on tselluloosmaterjali suhtes fokuseeritud ja ühtlased.
Hielscheri ultraheli pingutusseadmetega, nagu näiteks UIP1000hdT, UIP2000hdT või UIP4000hdT, võib kilogrammi nanokartselluloosi päevas kergesti valmistada. Täielikud tööstusüksused nagu UIP10000 ja UIP16000 käidelda väga suured massivood ja võimaldada suuremahuliste tootmismahtude täielikku kaubanduslikku tootmist. Kuna kõik Hielscheri pingi- ja tööstuslikud ultrasonikaatorid on võimalik paigaldada klastriteks, ei ole ultraheli protsessi võimsust praktiliselt piiratud.

3 sammu edukaks ultraheli töötlemiseks: teostatavus - optimeerimine - skaalat suurendamine (klikkige suurendamiseks!)

Ultraheli töötlus: Hielscher juhendab teid teostatavusest ja optimeerimisest kommertstoodangule!

Ultrahelihüvitised:

  • kõrge fibrillatsiooni tase
  • kõrge nanoosakeste sisaldus
  • õhukesed kiud
  • detangered fibers
Nano-tselluloosi ultraheli töötlemine aitab kaasa eraldamisele, fibrillatsioonile, dispersioonile ja koostisele. (Klõpsa suurendamiseks!)

Ultraheli töötlemine

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic devices such as Hielscher's UP400S are auccefully used to produce nanocellulose

Hielscheri labor ultrasonikaator UP400S (400W, 24 kHz)

Kirjandus / viited

  • E. Abraham, B. Deep, LA Pothan, M. Jacob, S. Thomas, U. Cvelbar, R. Anandjiwala (2011): nanotselluloosi fibrillide ekstraheerimine lignotsellulooskiududest: uudne lähenemine. Süsivesikute polümeerid 86, 2011. 1468-1475.
  • E. Bittencourt, M. de Camargo (2011): Esmane uuring tselluloosi nanofibrillide tootmisel kunstlikult kuivatatud puuvillast, kasutades keskkonnasõbralikku ensümaatilist hüdrolüüsi ja suure energiaallikaga sonikatsiooni. 3. rahvusvaheline Seminar: edasiminek puhtama tootmisega. Sao Paulo, Brasiilia, 18. mai – 20. 2011.
  • LS Blachechen, JP de Mesquita, EL de Paula, FV Pereira, DFS Petri (2013): tselluloosi nanokristallide kolloidset stabiilsust ja nende dispergeeritavust tselluloosatsetaat-butüraatmaatriksil. Tselluloos 2013
  • A. Dufresne (2012): Nanotselluloos: loodusest kõrgtehnoloogilistele materjalidele. Walter de Gruyter, 2012.
  • MA Hubbe; OJ Rojas; LA Lucia, M. Sain (2008): tselluloossed nanoühendid: ülevaade. Bioresources 3/3, 2008. 929-980.
  • SP Mishra, A.-S. Manent, B. Chabot, C. Daneault (2012): Nanotselluloosi tootmine looduslikust tselluloosist – Erinevad valikud, kasutades ultraheli. BioResources 7/1, 2012. 422-436.
  • VK Thakur (2014): nanokartselluloosi polümeeri nanokomposiidid: alused ja rakendused. Wiley & Poisid, 2014.
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocellulose

Kontakt / küsi

Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.




Nanotselluloosi kohta

Nanotselluloos sisaldab erinevat tüüpi tselluloosist nanofiibreid (CNF), mida saab eristada mikrofibrilliseeritud tselluloosist (MFC), nanokristallilisest tselluloosist (NCC) ja bakteriaalsest nanotselluloosist. Viimane viitab bakterite poolt toodetud nano-struktureeritud tselluloosile.
Nanotselluloosil on silmapaistvad omadused nagu erakordne tugevus ja jäikus kõrge kristallilisus, tiotroopia, samuti selle hüdroksüülrühma kõrge kontsentratsioon selle pinnal. Paljud nanokartselluloosi suure jõudlusega seotud omadused on tingitud selle kõrge pinna / massi suhe.
Nanotselluloose kasutatakse sageli meditsiinis ja farmaatsiatööstuses, elektroonikas, membraanides, poorsetes materjalides, paberites ja toidus nende kättesaadavuse, bioloogilise sobivuse, bioloogilise lagunduvuse ja jätkusuutlikkuse tõttu. Tänu oma kõrgete jõudlusnäitajatele on nanokartselluloos huvipakkuv materjal plastide tugevdamiseks, näiteks termoreaktiivsete vaigude, tärklisel põhinevate maatriksite, sojavalgu, kummilateksi või polü (laktiid) mehaaniliste omaduste parandamiseks. Komposiitrakenduste puhul kasutatakse nanokartselluloosi katte- ja kilede, värvide, vahtude ja pakendite jaoks. Peale selle on nanokartselluloos ainedogeenide ja vahtude valmistamisel paljutõotav komponent kas homogeensetes koostistes või komposiidides.
Abreviations:
Nanokristalliline tselluloos (NCC)
Tselluloosi nanofiibrid (CNF)
Mikrofibrilliseeritud tselluloos (MFC)
Nanotselluloosivärvid (NCW)
Tselluloosi nanokristallid (CNC)