CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE
High lignin content cellulose nanofibrils obtained from thermomechanical pulp
[Нанофибриллы целлюлозы с высоким содержанием лигнина, полученные из термомеханической массы]
Anna A. Lugininaa,
Sergey V. Kuznetsova,
Alexander A. Alexandrova,
Radmir V. Gainutdinovb,
Dmitrii I. Petukhovc,
Valery V. Voronova,
Elena V. Chernovaa,
Pavel P. Fedorova a Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
b Shubnikov Institute of Crystallography of Federal Scientific Research Centre Crystallography and Photonics of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
c Lomonosov Moscow State University, Chemical department, Moscow, Russia
Аннотация:
Нанофибриллы целлюлозы с высоким содержанием лигнина (ЛЦНФ) были успешно получены из термомеханической массы путем ТЕМПО-окисления с последующей ультразвуковой обработкой. Процесс получения ЛЦНФ с содержанием лигнина 23,8 и 14,1 мас.% включал в себя использование мягкого предварительного гидролиза термомеханической массы и регулирование загрузки гипохлорита натрия, что позволило увеличить содержание в них карбоксильных групп с 0,70 до 1,24 ммоль/г. По оценке методом атомно-силовой микроскопии ЛЦНФ имели диаметр 14
$\pm$ 5 нм. Морфология ЛЦНФ определялась как содержанием лигнина, так и содержанием карбоксильных групп. Полупрозрачные пленки ЛЦНФ были изготовлены методом литья из раствора. Они показали повышенный краевой угол смачивания водой 75–82
$^{\circ}$, повышенную термостабильность до 275
$^{\circ}$С по сравнению с пленками из нанофибрилл ТЕМПО-окисленной чистой целлюлозы 39
$^{\circ}$ и 203
$^{\circ}$С, соответственно, и превосходную УФ-блокирующую способность в широком диапазоне спектра от 200 до 375 нм. Указанные ЛЦНФ могут быть успешно использованы для изготовления упаковочных материалов и биополимерных композитов.
Ключевые слова:
целлюлоза, лигнин, нанофибриллы, нанокомпозиты, блокировка УФ-излучения.
Поступила в редакцию: 07.09.2022
Принята в печать: 10.09.2022
Язык публикации: английский
DOI:
10.17586/2220-8054-2022-13-6-698-708