사탕수수 찌꺼기 섬유소 미세섬유 연구

사탕수수 찌꺼기는 사탕수수를 추출한 후 부산물이며 섬유소 함량이 매우 높다.

펄프를 통해 목질소와 반섬유소 등을 분리해 사탕수수 찌꺼기 섬유질을 얻을 수 있다.

사탕수수 찌꺼기 섬유는 섬유소 나미입자의 원천으로 쓸 수 있다.

일정한 산 분해 조건 아래에는 막대 모양의 미정섬유로 분산할 수 있다.

본 연구는 사탕수수 찌꺼기 마이크로섬유의 분리와 나노로 충전될 가능성을 증강했다.

전자현미경 (SEM), 원자력 현미경 (AFM)과 고태 핵 공진 스펙트럼을 이용하여 섬유가 마이크로섬유로 바뀌는 과정에서 발생한 형태 변화를 연구했다.

1 실험재료와 방법

1.1 실험 재료 사탕수수 찌꺼기, 수소 산화나트륨, 빙초산, 황산.

1.2 사탕수수 찌꺼기 섬유소의 정제

건조한 후 마른 사탕수수 찌꺼기는 40호로 연마할 수 있다.

자료에 따르면 사탕수수 찌꺼기 중 약 50% 섬유소, 25% 의 목질소와 25% 섬유소가 포함되어 있다고 한다.

건조한 수수 찌꺼기를 4%의 수소 산화나트륨 용액에 담궈 80 ℃에서 4개 H, 대부분의 목질과 반섬유소를 제거할 수 있다.

섬유 색깔이 고르지 않기 때문에 아염산나트륨 / 빙초산의 혼합용액 표백섬유를 사용하여 잔류한 목질과 반섬유소를 제거한다.

표백된 섬유는 먼저 5% 수소 산화나트륨을 사용한 뒤 이온 물을 반복하여 세척하여 PH 값을 중성으로 할 수 있다.

1.3 섬유소 미세섬유의 제재 분산

5%의 사탕수수 찌꺼기 섬유 현부액은 75 ℃로 가열하고 변속 믹서에 10min 을 섞는다.

그리고 섬유를 균일하게 펌프를 이용해 경경행에 균일하게 섞어 섬유를 골고루 분쇄하는 작은 알갱이를 사용한다.

균일한 후 섬유는 60 ℃, 60%(w /v)의 황산 용액에서 2.5h 비결정 지역을 제거하고 분산된 미섬유를 받습니다.

냉수 정지 반응.

소섬유는 워싱 후 초음파쇄기로 5 min 을 분산했다.

먼저 물로 분산 매체를 만들어 세틸알코올을 대신한다.

마지막으로 미섬유를 꺼내 냉동건조하다.

1.4 형태 구조 분석

전자현미경 (SEM) 과 원자력 현미경 (AFM) 을 스캔해 분해와 기계로 잘라 섬유소 초분자 구조에 영향을 준다.

섬유소 마이크로섬유는 초음파 처리를 거쳐 볼을 적재한 뒤 만능 현미경으로 섬유소 미세섬유의 분산 정도를 관찰한다.

석묵판에 산으로 처리된 미세섬유의 현부액을 떨어뜨려 전자현미경으로 마이크로섬유의 구조를 분석한다.

원자력 현미경으로 얻은 섬유의 표면 미세섬유의 표면형태와 구조를 볼 수 있으며 섬유의 표면형태와 결정방향을 분석할 수 있다.

1.5 고체 핵 자성 공진 연구 섬유소 초분자 구조에서 대량의 수소 건은 대부분 핵 자력 공진 용액의 용해도를 줄일 수 있기 때문에 고태 탐지기로 섬유소 마이크로셀 공진 스펙트럼을 얻을 수 있다.

고상 교차 극화 / 마각 회전 (CP / MAS) 핵 공진 측량은 브루크 300MH 분광기는 75.01 MH 에서 측정한다.

건조한 섬유소 샘플 (물 분해 전)을 7mm 넓은 지르코늄 회전기에 설치해 CP 펄스 프로그램을 이용해 측정한다.

회전 속도는 (5.0 ±0.1) kH 다.

카르보닐 아미노산 외부 교준으로 176pm.

2 결과 및 토론

2.1 전자 현미경 스캔 (SEM)

전자현미경을 스캔해 섬유경산분해 후 전체 형태 구조가 크게 달라졌다.

사진 1은 섬유소 섬유산 분해 전 광학 현미경 아래의 영상으로 다수 섬유의 길이를 볼 수 있다.

산 분해 후 섬유의 전자 현미경 그림 (그림 2 시사) 에 따르면 대부분의 미세미의 크기는 아미미미미 범위 내에서 50 ~120의 길이를 가졌다.

섬유소 미세섬유는 산분해 초음파와 골고루 처리된 뒤 섬유 빔으로 분리된다.

사진2에서 섬유의 가로 단면 크기가 다르다.

일부 미세섬유 빔 처리가 끝난 뒤 완전히 흩어지지 않았거나 렌즈와 원자력 현미경 모양을 만들 때 다시 모였다.

사탕수수의 생산지마다 섬유소 마이크로섬유의 횡단면 사이즈에 영향을 준다.

섬유소 미세섬유 단면 사이즈는 20 ~200nm 사이로 단근의 마이크로섬유의 가로 단면 사이즈는 3 ~20nm 사이다.

같은 수해조건 하에서 사탕수수 찌꺼기 마이크로섬유소의 모인 정도가 다른 섬유소보다 클라드포라와 도토리에 속하는 단근 섬유의 결합 정도가 더 뚜렷하다.

2.2 원자력 현미경

원자력현미경에서 생성된 그림 (그림 3과 그림 4) 은 사탕수수 찌꺼기 섬유소 미섬유 속다의 형태 특징을 알 수 있다.

그래픽 3에서 섬유소 미세섬유 속속은 나노급 (30nm)의 구조를 알 수 있다.

그림 4 중 너비는 60 ~100nm 구역 (밝기) 대표결정구, 무정형구 (암구)가 섬유축의 방향을 따라 있다.

반결정 집합물이기 때문에, 그림에서 비교적 밝은 구역은 정구이며, 비교적 어두운 지역은 비정구이다.

2.3 고체 핵 자력 공진 연구

교차 극화 / 마각 회전 (CP / MAS) 기술연구섬유는 산해과정에서 발생한 형태 변화를 연구한다.

분해 전 섬유소 마이크로섬유와 분해 후 섬유소 마이크로섬유의 핵 공진 스펙트럼은 각각 5a와 b 에 따라 나타난다:

6개 탄소 원자는 두 주파도에서 주도적인 위치를 차지하고, 봉의 위치는 105 ~60pm에 있다.

C1 이 형성된 봉우리가 가장 멀리, 약 105pm에 있다.

이어 82 ~89ppm 사이의 C4 가 형성된 봉은 72 ~79pm 사이의 봉은 C2, C4, C5 로 발생했다.

64pm 곳의 봉은 C6 에서 발생한 화학 위변으로 생겨났다.

110 ~140ppm 사이에는 방향족이 없는 봉우리에 알칼리 처리와 표백을 거쳐 사탕수수 찌꺼기 속 목질소는 이미 제거했다.

섬유소의 핵자공진 스펙트럼에서 80 ~92pm 사이의 두 봉은 C4 원자로 생긴다.

상대적으로 뾰족한 봉우리에 대응하는 것은 결정구, 상대적으로 평온한 봉우리가 미정표면이나 무질서구에 대응한다.

63 ~65ppm 사이의 C6 가 형성된 것은 섬유소 속 비정구와 무질서구에서 생긴 것이다.

섬유소산 분해 전과 산 분해 후 핵 공진 스펙트럼은 큰 차이: C4 형성의 봉, 결정구, 무정형구는 80 ~92pm의 봉윤곽이 크게 달라졌다.

산해되지 않은 섬유소섬유는 대체로 비슷한 결정구와 무정형구 (도 6a) 가 있다.

산해된 섬유소 섬유질의 결정구는 89pm 곳의 봉우리가 더욱 날카롭다.

결정구와 무정형구의 봉강도 비율이 높아졌고, 결정구의 C4 봉이 강화되면서 무질서구와 비정구를 제거해 결정도가 높은 섬유소 소섬유를 남기고 있다.

63pm에 C6 가 형성된 봉우리는 수수 찌꺼기 섬유소의 무정형구로 생긴 것이다.

사탕수수 섬유질이 분해된 후, C6 에서 생기는 봉우리가 더욱 날카로워졌지만, C6 에서 생기는 대표무질서구의 봉수가 크게 줄어들어 산해와 기계 분산섬유를 거쳐 섬유소가 한층 내려갔다.

3 결론

사탕수수 찌꺼기 섬유소 분리 과정에서 주로 산해조건과 기계 작용에 의존한다.

60%(W /V)의 황산은 60 ℃에서 산 섬유소 2.5h 의 공예가 가장 좋다.

이 조건은 비정구를 성공적으로 제거할 뿐만 아니라 결정구도 크게 파괴되지 않았다.

이 같은 산분해 조건으로 단근의 섬유소 마이크로섬유를 섬유소속에서 모두 분리해서는 안 된다.

개선된 반응 조건 아래 단근섬유 미세섬유를 섬유 속에서 완전히 분리할 수 있지만 결정 구역을 파괴하는 것은 불가능하다.

섬유의 핵자공진 스펙트럼은 목질이 풀을 만드는 과정에서 완전히 제거되었다.

핵자공진 스펙트럼은 산해와 기계작용을 거쳐 마이크로섬유 중 대면적 비정구가 제거됐다.

산분해를 거치지 않은 섬유에서 비정구는 광범위하게 존재한다.