Физико-химические характеристики и свойства пленок, синтезированных на основе нанофибриллированной целлюлозы сосны и гемицеллюлоз древесины сосны и березы

Abstract

Впервые изучены характеристики и свой ства биоразлагаемых пленок, синтезированных на основе нанофибриллированной целлюлозы сосны и древесных гемицеллюлоз. Нанофибриллированную целлюлозу (НФЦ) получали пероксидной делигнификацией древесины сосны в среде уксусная кислота – вода с последующим размолом целлюлозы в шаровой мельнице и ультразвуковой обработкой. Средний гидродинамический диаметр частиц полученной суспензии НФЦ равен 105 нм, средний заряд частиц суспензии составил –11,4 мВ. Пленки получали смешением суспензии НФЦ с древесными гемицеллюлозами и наполнителями (сорбит, коллаген, крахмал, глицерин). Полученные пленки были охарактеризованы методами ИКС-, РФА-, СЭМ-, АСМ-спектрофотометрии, термического анализа и химическими. Определены такие характеристики пленок, как влагопоглощение, непрозрачность и светопропускание. Наиболее высокую прозрачность, термическую стабильность и низкую сорбцию воды имеют пленки, полученные из смеси НФЦ, гемицеллюлоз сосны и пластификаторов коллагена и крахмала совместно с глицерином. Композитные пленки отличаются хорошими барьерными свойствами в УФ-диапазоне

The characteristics and properties of biodegradable films synthesized on the basis of nanofibrillated pine cellulose and wood hemicelluloses are studied for the first time. Nanofibrillated cellulose (NFC) was obtained by peroxide delignification of pine wood in an acetic acid-water medium, followed by grinding of cellulose in a ball mill and ultrasonic treatment. The average hydrodynamic diameter of the particles of the obtained NFC suspension is 105 nm, the average charge of the suspension particles was –11.4 mV. The films were obtained by mixing the NFC suspension with wood hemicelluloses and fillers (sorbitol, collagen, starch, glycerol). The obtained films were characterized by IR, XRD, SEM, AFM, spectrophotometry, thermal analysis and chemical methods. Such characteristics of the films as moisture absorption, opacity and light transmission were determined. The highest transparency, thermal stability and low water sorption are demonstrated by films obtained from a mixture of NFC, pine hemicelluloses and collagen and starch plasticizers together with glycerin. Composite films are characterized by good barrier properties in the UV range