Chemical and morpholgical analysis of modified nanocellulose

Abstract

In this this study, bleached kraft pulp fibers was obtained from Eucalyptus camaldulensis wood chips. Then, those bleached kraft pulp fibers were modified with 2,2,6,6-tetramethyl 1-1-piperidinyloxy (TEMPO), N-hydroxyphthalimide (PINO) and periodat (IO₄⁻). Afterward, the obtained samples were passed through high pressure homogenizator to convert them to modified nanocellulose. Chemical and morpohlogical analysis of the obtained products were investigated by using HPLC (High Performance Liquid Chromotography), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) and SEM (Scanning Electron Microscopy) device. After modifications, it was determined that molecular and amorph structure altered the chemical structure of the samples. Periodate was more effective on glucose over to tetramethyl 1-1-piperidinyloxy and N-hydroxyphthalimide. In the morphological analysis, 2,2,6,6-tetramethyl 1-1-piperidinyloxy caused more effective in that aspect of fibril structure.  Studies regarding nano scale have been increased in the last years,. In the present study, nanocellulose productions and their modification were succesfully carried out.  When investigated chemical and morphological properties of the obtained modified nanocellulose, it was determined that used chemicals led to different effects on the nanocellulose. In the light of the obtained data, it has been thought that the present study will make extra contribution to the literature.

Keywords

• Nanocellulose,Modification,HPLC,FTIR,SEM

Modifiye nanoselülozun kimyasal ve morfolojik analizi

Abstract

Bu çalışmada, ökaliptus (Eucalyptus camaldulensis) odun yongalarından, ağartılmış kraft hamur lifi elde edilmiştir. Ardından ağartılmış hamur lifi 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oksil (TEMPO), N-hidroksiftalimit (PINO) ve periyodat (IO4−) ile modifiye edilmiştir. Sonrasında elde edilen ürünler homojenizatörden geçirilerek nano boyutlara düşürülmüş ve modifiye nanoseluloz elde edilmiştir.  Elde edilen modifiye nanoselülozların, kimyasal özellikleri HPLC (High Performance Liquid Chromotography) ve FTIR (Fourier Transform Infrared) ile morfolojik analizleri ise SEM (Scanning Electron Microscopy) cihazları kullanılarak belirlenmiştir. Çalışmada modifikasyonlar sonrasında, moleküler ve amorf yapının değiştiği belirlenmiştir. Periyodat'ın, 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oksil ve N-hidroksiftalimit ile karşılaştırıldığında, glukoz üzerinde daha etkin olduğu belirlenmiştir. Morfolojik analizlerde 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oksil’in N-hidroksiftalimit'e ve periyodata oranla lif yapısının boyutsal değişiminde daha etkili olduğu gözlenmiştir. Son yıllarda nano seviyelerde yapılan çalışmaların sayısı giderek artış göstermektedir. Çalışmada nano boyutlara sahip nanoselüloz üretimi ve ardından üretilen nanoselülozun modifikasyonu başarıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda modifiye nanoselülozların kimyasal ve morfolojik özellikler incelendiğinde, kullanılan kimyasalların nanoselüloz üzerinde farklı etkiler meydana getirdiği belirlenmiştir. Elde edilen bulgular ışığında mevcut çalışmanın literatüre destek sağlayacağı düşünülmektedir.

Keywords

• Nanoselüloz,modifikasyon,HPLC,FTIR,SEM

References

1. Doç. Dr. Sezgin Koray GÜLSOY (Bartın Üniversitesi Orman Fakültesi- [e-mail])
2. Prof. Dr. Ahmet TUTUŞ (Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Orman Fakü[e-mail])
3. Yrd. Doç. Dr. Mürşit TUFAN (Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakü[e-mail])