طیفی ساختار شیمیایی کربوکسی متیل سلولز تولید شده توسط سنتز سبز از فیبر کوپراس

کربوکسی متیل سلولز (CMC) مشتقی از سلولز است که به دنبال عامل دار کردن سلولز به منظور افزایش کاربرد آن است.عامل دار کردن سلولز توسط کربوکسی متیلاسیون در کاربردهایی مانند دارورسانی، اختلاط پلیمری، مهندسی بافت، رزین های تبادل کاتیونی، تثبیت نانوذرات مورد بهره برداری قرار گرفته است. برای دستیابی به این موارد، اتریفیکاسیون گروه های هیدروکسیل در مناطق آمورف سلولز با گروه های کربوکسی متیل انجام شد. اتریفیکاسیون عمدتاً در گروه OH اولیه در C(6) رخ می دهد.

کربوکسی متیل سلولز بر روی روشن‌سازی طیفی

مطالعات قبلی روی کربوکسی متیل سلولز بر روی روشن‌سازی طیفی، بهینه‌سازی بازده CMC در شرایط واکنش مختلف، بهبود درجه جایگزینی آن و همچنین اصلاح شیمیایی ساختار CMC متمرکز بود. ابزارهای مختلف شفاف سازی ساختاری توسط محققان برای ارزیابی تغییراتی که در طول کربوکسیل متیلاسیون سلولز رخ می دهد استفاده شده است، این تغییرات به عوامل متعددی مانند روش جداسازی سلولز از الیاف بومی، درجه جایگزینی بستگی دارد.

انرژی پیوند هیدروژنی (EH) شاخصی است که در بررسی پیوند هیدروژنی در نمونه های سلولزی استفاده شده است. EH یک روش کمی و ساده برای مقایسه درجه پیوند هیدروژنی ناشی از گروه های ±OH در یک نمونه سلولزی ارائه می دهد. تا جایی که ما می دانیم، هیچ گزارشی در مورد استفاده از EH در مطالعه و توصیف CMC وجود ندارد.

پیش از این، پولتو و همکارانش در مورد تفاوت های ساختاری در گونه های چوب با استفاده از EH روی پیوند هیدروژنی در CMC با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز همبستگی دوبعدی کار کردند.

سنتز سبز از فیبر کوپراس

استخراج سلولز از زغال سنگ با استفاده از روش اکسیداسیون فاز مایع اصلاح شده دو مرحله‌ای انجام شد. مرحله پیش تصفیه با قرار دادن ۴۰ گرم الیاف زغال موم زدایی شده در اتوکلاو حاوی ۴۰۰ میلی لیتر آب یونیزه شده در حال جوش انجام شد. پس از ۳۰ دقیقه درمان با آب داغ، مخلوط تا دمای ۵۰ درجه سانتیگراد خنک شد و سپس به آب خنک منتقل شد تا واکنش خاتمه یابد. زغال سنگ از قبل درمان شده با آب دیونیزه و اتانول شسته شد تا یک فیلتر شفاف بدست آید.

الیاف زغال سنگ درمان شده با روش اکسیداسیون فاز مایع جداسازی شد. در یک آزمایش معمولی، مخلوطی به نسبت ۱:۱۰ از زغال اخته درمان شده و ۳۰ درصد H2O2 در یک فلاسک به مدت ۱۲ ساعت در دمای ۷۵ درجه سانتیگراد تحت رفلاکس قرار داده شد. واکنش اکسیداسیون با افزودن آب سرد اضافی به مخلوط خاتمه یافت. سپس مخلوط صاف شده، با آب یونیزه و اتانول شسته شد تا صافی شفاف به دست آید، سپس سلولز به دست آمده در آن خلاء با دمای ۶۰ درجه سانتی گراد خشک شد.

کربوکسی متیل سلولز از الیاف نارگیل

کربوکسی متیل سلولز از الیاف نارگیل مطابق روشی که بونو و همکارانش توصیف کردند، سنتز شد. در یک آزمایش معمولی، ۵ گرم از سلولز جدا شده در یک فلاسک قرار داده شد و ۱۰۰ میلی لیتر ایزوپروپانول با هم زدن مداوم اضافه شد. پس از آن، ۲۰ میلی لیتر از هیدروکسید سدیم آبی ۱۷٫۵ درصد به صورت قطره ای به مخلوط با هم زدن مداوم به مدت ۱ ساعت در دمای محیط اضافه شد. مخلوط واکنش با افزودن ۶ گرم مونوکلرواستات سدیم (SMCA) در دمای ۵۰ درجه سانتیگراد اتریه شد و به مدت ۲ ساعت هم زده شد.

مخلوط (دوغاب) به دست آمده در ۲۰۰ میلی لیتر متانول به مدت یک شب خیسانده شد. خنثی سازی دوغاب به دست آمده با ۹۰ درصد اسید استیک تا رسیدن به pH 7 انجام شد. سپس مخلوط صاف شده، با شستشو اتانول ۷۰ درصد خالص شد تا یک فیلتر شفاف به دست آید. کربوکسی متیل سلولز به دست آمده قبل از ذخیره سازی در خلاء در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد تا وزن ثابت خشک شد.

نتیجه گیری

کربوکسی متیل سلولز از طریق یک رویکرد سازگار با محیط زیست با استفاده از اکسیداسیون فاز مایع از ذرت سنتز شده است. CMC به‌دست‌آمده وجود برخی مناطق طیفی را نشان داد که معمولاً در نمونه‌های کربوکسی متیل سلولز خالص وجود ندارند. این به روش انتخاب شده برای سنتز CMC اعمال شده در این مطالعه نسبت داده شد. CMC سنتز شده بلورینگی متوسط ​​و خواص حرارتی خوبی را نشان داد. با این حال، به دلیل مقدار DS آن (۰٫۴۴)، فقط کمی در آب محلول بود.