Grinding process for the production of nanofibrillated cellulose based on unbleached and bleached bamboo organosolv pulp

Autor(es)

Correia, Viviane da Costa ; dos Santos, Valdemir ; Sain, Mohini ; Santos, Sergio Francisco ; Leao, Alcides Lopes ; Savastano Junior, Holmer

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Cellulose; v. 23, n. 5, p. 2971-2987, OCT 2016.
• Citações Web of Science: 18

Resumo

Nanofibrillated cellulose (NFC) is a type of nanomaterial based on renewable resources and produced by mechanical disintegration without chemicals. NFC is a potential reinforcing material with a high surface area and high aspect ratio, both of which increase reinforcement on the nanoscale. The raw materials used were unbleached and bleached bamboo organosolv pulp. Organosolv pulping is a cleaner process than other industrial methods (i.e. Kraft process), as it uses organic solvents during cooking and provides easy solvent recovery at the end of the process. The NFC was produced by treating unbleached and bleached bamboo organosolv pulps for 5, 10, 15 and 20 nanofibrillation cycles using the grinding method. Chemical, physical and mechanical tests were performed to determine the optimal condition for nanofibrillation. The delamination of the S2 layer of the fibers during nanofibrillation contributed to the partial removal of amorphous components (mainly lignin), which have low polarity and improved the adhesion of the fibers, particularly the unbleached cellulose. The transverse modulus of elasticity of the unbleached NFC was highest after 10 nanofibrillation cycles. Further treatment cycles decreased the modulus due to the mechanical degradation of the fibers. The unbleached NFC produced by 10 cycles have a greater transverse modulus of elasticity, the crystallite size showed increase with the nanofibrillation, and after 5 nanofibrillation cycles, no differences are observed in the morphology of the fibers. (AU)

• Processo FAPESP: 13/23810-8 - Estudo de matrizes cimentícias com cinzas agroindustriais e fibras vegetais para fibrocimento
• Beneficiário: Valdemir dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/50790-8 - Materiais à base de cimento não convencionais desenvolvidos com resíduos agroindustriais como contribuição para uma indústria mais sustentável
• Beneficiário: Holmer Savastano Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 09/17293-5 - Mecânica da fratura aplicada ao desenvolvimento de compósitos não convencionais extrudados com reforço de fibras celulósicas e sintéticas
• Beneficiário: Sérgio Francisco dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 11/01128-5 - Produção de whiskers a partir de polpa organossolve de bambu e utilização como nanoreforço de compósitos cimentícios.
• Beneficiário: Viviane da Costa Correia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 10/16524-0 - Mecânica da fratura aplicada ao desenvolvimento de compósitos não convencionais extrudados com reforço de fibras celulósicas e sintéticas
• Beneficiário: Sérgio Francisco dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores