Thermal degradation behaviors of spherical cellulose nanocrystals with sulfate groups

Wang, Neng; Ding, Enyong; Cheng, Rongshi

doi:10.1016/j.polymer.2007.03.062

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“…reduce the tendency for particle aggregation. On the other hand, it is known that acid sulphate groups promote thermal degradation of the CNC which is associated with a dehydration reaction (Roman and Winter 2004;Wang et al 2007). The degradation can commence already at 150°C, and this is in some cases detrimental if the CNC are to be incorporated into a thermoplastic matrix using conventional melt processing techniques.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…However, the thermal stability of the CNC can be improved by desulphation, by neutralization by an alkaline solution (Wang et al 2007) or by reacting the sulphate groups with a suitable compound. For use in composite materials, the latter approach can provide an advantage in that the reacting group can be tailored to improve the compatibility between the CNC and the, often hydrophobic, polymeric matrix.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Surface treatment of cellulose nanocrystals (CNC): effects on dispersion rheology

et al. 2017

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Cellulose nanocrystals (CNC) were surface modified by grafting azetidinium salts onto the sulphate ester groups on the cellulosic surfaces. The modified CNC were characterized using NMR, FTIR spectroscopy, conductometric titration and measurement of the f-potential. Thermal gravimetrical analysis revealed that the onset temperature for the thermal degradation was shifted upwards by almost 100°C as a result of the surface grafting. The rheological properties of dispersions based on unmodified and modified CNC were evaluated in detail. Two solids contents were studied; 0.65 and 1.3 wt%. In general, the grafting of the salts significantly increased the shear viscosity at a given shear rate as well as the storage and loss moduli of the dispersions. The CNC concentration at the gel point (network formation) decreased in a corresponding manner when the nanocellulosic particles were surface modified. This may be associated with pronounced hydrophobic attractive interactions between the grafted substituents.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

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Surface treatment of cellulose nanocrystals (CNC): effects on dispersion rheology

et al. 2017

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“…A água liberada catalisa estas reações por hidrólise das cadeias de celulose. Outro efeito reportado é que se tem a substituição dos grupos -OH da celulose, por grupos sulfatos, o que acarreta na diminuição da energia de ativação para a degradação das cadeias de celulose [2,3] . Ou seja, em geral, as nanofibras de celulose obtidas via hidrólise com ácido sulfúrico degradam-se em temperaturas menores do que sua fibra de origem.…”

Section: Introductionunclassified

“…Ou seja, em geral, as nanofibras de celulose obtidas via hidrólise com ácido sulfúrico degradam-se em temperaturas menores do que sua fibra de origem. O uso de HCl para a obtenção de nanofibras de celulose já é reportado [2,3] , e, estudos revelam que o uso somente de HCl para a hidrólise aumenta a estabilidade térmica das nanoceluloses, mas como os íons cloretos são facilmente eliminados com repetidas lavagens com água, não há forças eletrostáticas suficientes para causar repulsão entre as partículas e consequentemente há um alto nível de formação de agregados. Neste trabalho é proposto então A temperatura de decomposição térmica da fibra e nanofibras foram avaliadas empregando-se a técnica de termogravimetria utilizando-se um equipamento da TA Q500 (TA Instruments) nas seguintes condições: atmosfera de ar sintético; fluxo 60 mL/min; razão de aquecimento: 10 °C/min; intervalo de temperatura: 25 a 900 °C e porta amostra de platina.…”

Section: Introductionunclassified

unclassified

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Nanofibras de algodão obtidas sob diferentes condições de hidrólise ácida

et al. 2010

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Resumo: As propriedades de termo estabilidade das nanofibras de celulose estão relacionadas diretamente com a sua aplicação e em especial ao processamento de polímeros cujas temperaturas típicas de processamento encontram-se em torno de 200 °C. Neste trabalho, nanofibras de algodão comercial foram extraídas empregando-se diferentes ácidos: ácido sulfúrico, ácido clorídrico e mistura (1:1; ácido sulfúrico: ácido clorídrico). As nanofibras resultantes foram caracterizadas quanto à morfologia por microscopia de transmissão (MET), potencial zeta, análise elementar, cristalinidade por difração de raio X (DRX) e estabilidade térmica em atmosfera de ar (TGA). Os resultados indicaram uma morfologia muito similar entre as nanofibras bem como a cristalinidade das mesmas, independentemente do ácido utilizado na hidrólise. A principal diferença encontrada foi em relação ao estado de agregação das mesmas e quanto à estabilidade térmica. O estado de agregação das nanofibras em suspensões seguiu a ordem HCl >H 2 SO 4 :HCl > H 2 SO 4 devido ao aumento da carga superficial nesta ordem avaliada via medidas de potencial zeta. A incorporação de HCl ao H 2 SO 4 para a obtenção de nanofibras de celulose revelou-se eficaz no aumento da estabilidade térmica das nanofibras relativamente a extrações empregando-se somente H 2 SO 4 e uma melhor dispersão em relação a nanofibras obtidas com o uso somente de HCl. Palavras-chave: Algodão, nanofibras de celulose, hidrólise ácida. Cotton Nanofibers Obtained by Different Hydrolytic Acid ConditionsAbstract: The thermal stability of cellulose nanofibers is related to their application and especially to polymer processing normally occurring at ca. 200 °C. In this work, nanofibers of commercial cotton were obtained by acid hydrolysis employing different acids: sulfuric, hydrochloric and a mixture (1:1; sulfuric acid: hydrochloric acid).The morphology of the nanofibers were characterized by transmission microscopy (TEM), zeta potential, elemental analysis, crystallinity by X ray diffraction (XRD) and thermal stability (TGA) in air atmosphere by thermogravimetric analysis. The results indicated a very similar morphology and crystallinity among them. The main differences were lie in the aggregation state and thermal stability. The aggregation state of the suspensions decreases in the order HCl < H 2 SO 4 :HCl < H 2 SO 4 due to the increase in surface charge as determined by zeta potential measurements. The hydrolysis with a mixture of HCl and H 2 SO 4 resulted in cellulose nanofibers with higher thermal stability than those hydrolyzed with H 2 SO 4 . The hydrolysis employed with a mixture of sulphuric and hydrochloric acids also showed a better dispersion than those suspensions of nanofibers obtained by hydrolysis with only HCl. Keywords: Cotton, cellulose nanofiber, acid hydrolysis. IntroduçãoSuspensões aquosas de nanofibras de celulose podem ser preparadas por hidrólise ácida gerando-se partículas coloidais de alta cristalinidade. Estas podem se apresentar com aspecto físico de finas hastes aciculare...

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2017

Cellulose Nanocrystals

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Thermal degradation behaviors of spherical cellulose nanocrystals with sulfate groups

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Surface treatment of cellulose nanocrystals (CNC): effects on dispersion rheology

Surface treatment of cellulose nanocrystals (CNC): effects on dispersion rheology

Nanofibras de algodão obtidas sob diferentes condições de hidrólise ácida

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