مواد پیشرفته و پوشش های نوین

مواد پیشرفته و پوشش های نوین

استخراج و بررسی درستی دانه بندی و وزن ملکولی پلی‌ال‌های زیستی لیگنین پایه جهت تولید پوشش‌های پلی‌اورتانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
فاطمه حسنی خورشیدی 1
سعید کاظمی نجفی 2
فرهود نجفی 3
ربیع بهروز 4
آنتونیو پیزی 5
1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 دکتری، گروه علوم و مهندسی صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 دانشیار، گروه رزین و افرودنیها، پژوهشکده پوششهای سطح و فناوریهای نوین، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران
4 دانشیار، گروه علوم وّ مهندسی صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
5 استاد، گروه شیمی صنعتی، دانشگاه لورین، نانسی، فرانسه
10.22034/amnc.2023.412819.1250
چکیده
اخیراً، علاقه به کاوش لیگنین به عنوان دومین پلیمر زیستی فراوان، در کاربردهای پیشرفته به سرعت افزایش یافته است. به ویژه، مواد میکرو و نانو‌لیگنین که کاربردهای با ارزش افزوده بالایی دارند. در این مقاله، مسیر سنتز لیگنین به مواد میکرو ونانو‌لیگنین بررسی شد. سپس با انجام آزمونهای متفاوت اشکال مختلف، ریزساختارهای نانو‌لیگنین با لیگنین معمولی مقایسه شد.
در ابتدا نتایج آزمون GPC از لیگنین و لیگنین آسیاب شده نشان داد، متوسط وزن ملکولی برای لیگنین اولیه برابر با 16/16814 دالتون و متوسط وزن ملکولی برای لیگنین اصلاح و آسیاب شده برابر با ۲۶۵ دالتون میباشد.
نتایج آزمون DLS نیز نشان داد، اندازه متوسط ذرات لیگنین آسیاب شده در حالت محلول در اتیلن گلیکول حدود ۵۲٠/0 میکرومتر می‌باشد. سپس پوششهایی بر پایه لیگنین آسیاب شده سنتز و بر روی بسترهای فولادی اعمال شد. در نهایت، تصاویر FE-SEM و زبری سنجی از سطح پوششهای پلیاورتانی بر پایه لیگنین آسیاب شده تهیه گردید که نتایج به وضوح حاکی از شکلگیری ذرات نانو‌لیگنین طی فرآیند آسیاب فراصوت و ماهوارهای بوده است.
کلیدواژه‌ها
زیرمیکرو لیگنین
نانولیگنین
پلیال
موضوعات
  1. Stoneking, An Introduction to Molecular Anthropology. Wiley-Blackwell: Hoboken, NJ, USA 1(2014): 003.
  2. Zhou, F. Chen, Z. Hui, J. Wang, Preparation of a polyhydric aminated lignin and its use in the preparation of polyurethane film. Journal of Wood Chemistry and Technology 37(2017): 1-11.
  3. P. Gautam, Bio-degradable Plastics- Impact on Environment, www. Cpcb. nice. in/ upload/ NewItems/ NewItems Plastics Waste, (2013).
  4. Zaher, Kinetics of Oxirane Cleavage Epoxidized Soybean Oil. ournal of the American Oil Chemists' Society, 66(1989): 698-700.
  5. Allah Dadi, A. Abdulkhani, S. Hijazi, Preparation and investigation of properties of hydrogel based on amine lignin, Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 12(2020), 551-560.
  6. J. Shi, M.G. Ma, Synthesis, structure, and applications of lignin-based carbon materials: a review. Sci. Adv. Mater, (11), 18–32.
  7. Ghahrani, S. Hejazi, S. Izdiyar, S., Fisher, A. Abdulkhani, Production of nanocrystals and nanofibrils from unbleached and bleached soda paper pulp with ECF dyeing sequence and comparison of their morphological and thermal characteristics. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 13(2022), 457-471.
  8. Chen, X.L. Fan, L. D. Zhang, X.J. Chen, S. L. Sun, R.C. Sun, Research progress in lignin based slow/controlled release fertilizer. ChemSusChem, 13 (2020), 4356–4366.
  9. Ago, J.E. Jakes,  L. Johansson,  S.  Park,  O.J.  Rojas,  Interfacial properties of lignin-based electrospun nanofibers and films reinforced with cellulose nanocrystals. ACS Appl. Mater. Interfaces, 4(2012): 6849–6856.
  10. A. Yaqoob, S.H. Sekeri, M.B.H. Othman, M.N.M. Ibrahim, Z. H. Feizi, Thermal degradation and kinetics stability studies of oil palm (Elaeis Guineensis) biomass-derived lignin nanoparticle and its application as an emulsifying agent, Arab. J. Chem., 14(2021), 103182.
  11. N. Gonzalez, M. Levi, S.u Turri, G. Griffini, Lignin nanoparticles by ultrasonication and their incorporation in waterborne polymer nanocomposites, J. Appl. Polym, Sci, 10(2017), 1002.
  12. Murayama, Y. Nakano, S. Murata, polyester, US Pat, application publication, 0038224 Al, 2005.
  13. Allauddin, K. K. Jena, A.K. Mishara, K.R. Radhika, K. Raju, Synthesis and characterization of benzaldehyde modified acetoacetylated polyesters for polyurethane/urea coatings. Progress in Organic Coatings, 75(2012), 131-138.
  14. S. Lin, C.V. Dence, Methods in Lignin Chemistry, Springer-Verlag, Berlin, New York, 1992, 578.
  15. Xiong, Y. Han, S. Wang, G. Li, T. Qin, Y. Chen, F. Chu, Preparation and formation mechanism of renewable lignin hollow nanospheres with a single hole by self-assembly. ACS Sustain. Chem. Eng, 5(2017), 2273–2281.
  16. Li, Y. Deng, J. Liang, Y. Dai, B. Li, Y. Ren, X. Qiu, C. Li, CDirect preparation of hollow nanospheres with kraft lignin: A facile strategy for effective utilization of biomass waste, BioResources, 11(2016), 3073–3083.
  17. Yousefi, T. Behzad, effects of the bioethanol production process from wheat straw. International Conference on Interdisciplinary Studies in Nanotechnology, 2021, 1-8.
  18. Del Buono, F. Luzi, C. Tolisano, D. Puglia, A. Di Michele, Synthesis of a Lignin/Zinc Oxide Hybrid Nanoparticles System and Its Application by Nano-Priming in Maize. Nanomaterials, 12(2022): 568.
  19. Gilca, V.I. Popa, C. Crestini, Obtaining lignin nanoparticles by sonication Ultrason, Sonochem, 23(2015), 369-375.
  20. Chen, K. Zheng, L. Niu, Y. Zhang, Y. Liu, C. Wang, F. Chu, Highly mechanical properties nanocomposite hydrogels with biorenewable lignin nanoparticles, Int. J. Biol. Macromol, 128(2019), 414-420.
  21. Ingtipi, V.S. Moholkar, Sonochemically synthesized lignin nanoparticles and its application in the development of nanocomposite hydrogel Materials Today, Proceedings, 10(2019), 1016.
  22. H. Sekeri, M.N.M. Ibrahim, K. Umar, A.A. Yaqoob, M.N. Azmi, M.H. Hussin, M.B.H. Othman, M.F.I.A. Malik, Preparation and characterization of nanosized lignin from oil palm (Elaeis guineensis) biomass as a novel emulsifying agent,  Int. J. Biol. Macromol, 164(2020), 3114-3124.
  23. Nair, S. Sharma, U. Pu, Q. Sun, S. Pan, J. Zhu, Y. Deng, A. J. Ragauskas, high shear homogenization of lignin to nanolignin and thermal stability of nanolignin-polyvinyl alcohol blends, ChemSusChem, 2014, 1-9.
  24. Rizal, T. Alfatah, H.P.S. Abdul Khalil, E.B. Yahya, C.K. Abdullah, E.M. Mistar, I. Ikramullah, R. Kurniawan, R.D. Bairwan, Enhanced functional properties of bioplastic films using lignin nanoparticles from oil palm-processing residue, Polymers, 14(2023), 5126.
  25. Perera, M. Foo, I. Chew, Synthesis and chabjracterization of lignin nanoparticles isolated from oil palm empty fruit bunch and application in biocomposites, Sustainable Chemistry for Climate Action, 2(2023), 100011.
  26. Khaghanipour, A. Salimi, Modified silane polymer hb adhesive: effect of aluminum substrate treatment methods and theadhesive thickness on adhesive durability and joint strength, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 34(2021), 43–54.
  27. Ma, C. Zhang, P. Gnanasekar, Mechanically robust, solar-driven, and degradable lignin-based polyurethane adsorbent for efficient crude oil spill remediation, Chemical Engineering Journal, 2(2021), 1474–1480.
مواد پیشرفته و پوشش های نوین
دوره 11، شماره 44
بهار 1402
صفحه 3206-3218