1. نانوفناوری مواد لیگنوسلولزی
کارگاه آموزشی
نانوفناوری مواد لیگنوسلولزی
دکتر ربیع بهروز
گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ
دانشگاه تربیت مدرس

2. ویژگی ها و کاربرد
نانو ذرات سلولزی

3. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی
مرفولوژی
NFC
منشاء الیاف سلولزی
تهیه آن از الیاف سلولزی غیرچوبی آسانتر از چوب است
ذراتی طویل با طولی چند میکرون و پهنایی در محدوده نانو
NFC حاصل از گیاهان غیر چوبی باریکتر و طویلتر از چوب است

4. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی
مرفولوژی
منشاء الیاف سلولزی
NCC
شرایط هیدرولیز
طولی در حدود چند صد نانومتر و پهنایی در حدود چند نانومتر
پراکنش طول معمولأکم اما پراکنش قطر بسته به نوع اسید متفاوت است
استفاده از اسید سولفوریک پراکنش قطر کمتر است نسبت به اسید کلریدریک

5. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی

6. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی ویژگی ها
به واسطه شکل فیبری ذرات (دارا بودن نسبت بالای طول به قطر)Aspect ratio
انتقال تنش از ماتریس به فاز آرمه کننده افزایش مدول ماده مرکب نهایی تا بیش از سه برابر
Aspect ratio یا ضریب لاغری بسته به منشاء الیاف سلولزی متفاوت است

7. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی ویژگی ها
ویژگی های مکانیکی
مدول و مدول ویژه بالا
مدول کریستال سلولز به طور متوسط بین 100 تا 160 گیگا پاسکال

9. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی
کاربردها
مزایا
فعالیت شیمیایی سطجی زیاد
فراوانی ماده اولیه
مقاومت ویژه زیاد
سطح ویژه و ضریب لاغری زیاد
قابلیت تجدید شوندگی
زیست تخریب پذیری
کاربردها
- توليد مواد مرکب با ویژگی های تقويت شده در ترکیب با پلیمرهای طبیعی یا نفتی
- استفاده در پوشش دهي كاغذ و توليد كاغذ هايي ویژه با كيفيت بالا
- توليد مواد غذايي و آرايشي
- لوازم پزشكي و داروسازي

10. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی
تولید نانوکمپوزیت
مشکل یا مهم ترین چالش در ساخت نانوکمپوزیت های سلولزی
ایجاد تجمع در نانوذرات و توزیع غیر یکنواخت
کمک به تشکیل شبکه نانو ویسکر سخت با قابلیت انتقال تنش
توزیع یکنواخت نانوذرات سلولزی
در ماتریس پلیمری

11. ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی قالب ریزی
تولید نانوکمپوزیت
تکنیک های اصلی تهیه نانوکمپوزیت های سلولزی
تهیه نانوکمپوزیت از طریق روش مذاب (Extrusion method)
مخلوط کردن(آب یا حلال آلی)
قالب ریزی
تبخیر
پمپ سوسپانسیون نانوذرات به درون پلیمر مذاب در هنگام فرایند اکستروژن

12. کاهش انرژی سطحی و افزایش سازگاری و پراکنندگی با محیط غیرقطبی
پوشش دهی یا اصلاح سطح نانوذرات

13. نانوویسکر در آب (سوسپانسیون)
تولید نانوکمپوزیت
نشاسته، پلی وینیل الکل، پلی اتیلن اکسید و ...
ابعاد ذرات
ثبات بالای نانوذرات سلولزی در آب
توزیع اندازه ذرات
بار سطحی
پلیمرهای محلول در آب
نانوویسکر در آب (سوسپانسیون)
حل پلیمردر آب
مخلوط کردن قالب ریزی تبخیر

14. پلیمرهای غیرمحلول در آب
پخش یکنواخت نانوذرات در حلال آلی
حل پلیمردر حلال آلی
DMF or DMSO
پوشش دادن سطح نانو ذرات با یک فعال کننده سطحی
(پلی اتیلن اکسید نونیل فنیل فسفریک استر، PEPNP)،
(Beycostat A B09)
اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات از طریق واکنش با گروه های هیدروکسیل فعال با گروههای هیدروفوب (ایزوسیانات ها، انیدریدها، سیلان ها و ...)

15. تولید نانوکمپوزیت ویژگی های مکانیکی ابعاد نانویی
سطح ویژه زیاد (نسبت سطح به حجم)
ضریب لاغری زیاد (نسبت طول به قطر)
مقاومت بالای ویسکرهای سلولزی (بوسطه حذف نقاط ضعف)
افزایش مقاومت مکانیکی نانوکمپوزیت
مقاومت مکانیکی زیاد

16. کمپوزیت های مقاوم با کاربردهای گسترده افزایش ویژگی های مقاومتی
تولید نانوکمپوزیت
کمپوزیت های مقاوم با کاربردهای گسترده
افزایش ویژگی های مقاومتی

17. کاربردهای نانو کمپوزیت های سلولزی
تولید صفحات نمایشگر تجهیزات الکترونیکی
ایجاد صفحات انعطاف پذیر با ضریب انبساط حرارتی پایین

19. کاربردهای نانو ذرات سلولزی افزایش سختی ومقاومت برشی
تقویت کننده چسب
افزایش سختی ومقاومت برشی

20. کاربردهای نانو کمپوزیت های سلولزی
تولید نانو کمپوزیت های سلولزی سازماندهی شده
ایجاد الیاف با سطح کرکی و قابلیت در گیر شدن بیشتر

21. نانو کمپوزیت های تمام سلولزی
حل کردن جزئی سطح الیاف سلولزی
حل کردن ماتریس سلولزی در محلول های یونی
اتصال الیاف به یکدیگر
اشباع الیاف سلولزی

25. کاربردهای نانو ذرات سلولزی
در پزشکی
Gengiflex در دندانپزشکی
بخشی از استخوان یا پوست
Biofill ماده ای برای جایگزینی موقت برای پوست
به عنوان بانداژ برای زخم و سوختگی های درجه دو و سه
BASYC (Bacterial Synthesised Cellulose)
لوله ای به عنوان جایگزین رگ خون در جراحی های کوچک