Nanofibril cellulose production from bamboo

Abstract

Bamboo is one the important bioresources under the tropical climate. It has high growth efficiency with a low cost between other lignocellulosic resources. It has become important to produce nanocelulose with the right methods and from economical sources that reveal its potential with its high mechanical strength, biocompatibility in the areas such as composites or pharmaceuticals. Cellulose nanofibers were obtained at an observable minimal of 200 nm by the sulfuric acid method of Forgesia nitida bamboo. First, bamboo was soxlet extrated with cyclohexane (2:1) ethanol for 12 hours to dissolve and remove the leachate and waxy materials. Then 8% of potassium hydroxide was used for alkaline treatment. The solid was neutralized with 10% acetic acid solution. Then, rebleaching with sodium chloride was applied according to TAPPI method. Cellulose nanofibrils were produced by refluxing at 60°C for 2 hours with 6.5 M sulfuric acid solution. Chemical properties of nanofibrils were investigated by FTIR spectroscopy, thermal properties TGA-DTG analysis, light microscopy with morphological characteristics.

Özet

Bambu tropikal iklim etkisi altında bulunan alanlarda en önemli doğal kaynaklardan birisidir. Diğerlignoselülozik kaynaklarla karşılaştırıldığında yüksek verim ve düşük maliyete sahiptir. Nanoselülozunyüksek mekanik kuvveti, biyouyumluluğu, yüksek yüzey alanına sahip olması kompozit, gıda veeczacılık gibi alanlarda kullanılma potansiyelini ortaya çıkarmış, ucuz kaynaklardan doğru metotlarlaüretilmesi önem kazanmıştır. Bu çalışmada, ülkemizde de bulunabilen Forgesia nitida bambutüründen sülfürik asit yöntemiyle görünen ortalama 200 nm çaplarında selüloz nanofibrilleri eldeedilmiştir. Öncelikle bambu selüloz liflerini izole etmek için sokslet ekstraksiyon yöntemiyle yağsımaddeler ve karışımda çözünen safsızlıklar sikloheksan (2:1) etanol kullanılarak 12 saatte ayrılmıştır.Alkali işlem için %8’lik potasyum hidroksit kullanılarak lignin ve hemiselüloz uzaklaştırılmıştır. Katımadde %10’luk asetik asit çözeltisiyle nötralize edilmiştir. Daha sonra TAPPI metoduna göre sodyumklorit ile tekrar ağartma işlemi uygulanmıştır. Selüloz nanofibrilleri 6,5M sülfürik asit çözeltisiyle 2saatte 60°C’de reflaks yapılarak üretilmiştir. Nanofibrillerin kimyasal özellikleri FTIR spektroskopisi,termal özellikleri TGA-DTG analizi, morfolojik özellikleri de ışık mikroskobu ile incelenmiştir.