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Erschienen in: Cellulose 7/2019

23.03.2019 | Original Research

Deconstruction of microfibrillated cellulose into nanocrystalline cellulose rods and mesogenic phase formation in concentrated low-modulus sodium silicate solutions

verfasst von: Luca Bertolla, Ivo Dlouhý, Eva Bartoničková, Jaromír Toušek, Jiří Nováček, Petra Mácová

Erschienen in: Cellulose | Ausgabe 7/2019

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Abstract

This work demonstrates for the first time the deconstruction of microfibrillated cellulose (MFC) into rod-like cellulose nanocrystals (CNCs) in concentrated low modulus sodium silicate solutions. To this aim, MFC suspensions at different concentrations were first treated in sodium hydroxide solutions and then amorphous silica powder was added. Optical microscopy and transmission electron microscopy observation showed how MFC was efficiently deconstructed into CNCs, evidencing the occurrence of a phase separation into an isotropic and mesogenic phase. The extracted CNCs were characterized by a remarkably higher length (600–1200 nm) in comparison with the plant-derived ones commonly reported in literature. FT-IR spectroscopy and 29Si MAS NMR confirmed that the Qn equilibrium of the suspended silicate species was affected, proportionally to the amount of MFC. It was also shown, that due to the excluded volume effect exerted by silicate anions, nematic or smectic ordering could be achieved for CNC concentrations far below the critical rod concentration predicted by the Doi-Edwards model.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Bobrowsky A, Stypula B, Hutera A (2012) FTIR spectroscopy of water glass—the binder moulding modified by ZnO nanoparticles. Metalurgija 51:477–480 Bobrowsky A, Stypula B, Hutera A (2012) FTIR spectroscopy of water glass—the binder moulding modified by ZnO nanoparticles. Metalurgija 51:477–480
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Zurück zum Zitat Wang Y (2008) Cellulose fiber dissolution in sodium hydroxide solution at low temperature: dissolution kinetics and solubility improvement. Georgia Institute of Technology, Atlanta Wang Y (2008) Cellulose fiber dissolution in sodium hydroxide solution at low temperature: dissolution kinetics and solubility improvement. Georgia Institute of Technology, Atlanta
Metadaten
Titel
Deconstruction of microfibrillated cellulose into nanocrystalline cellulose rods and mesogenic phase formation in concentrated low-modulus sodium silicate solutions
verfasst von
Luca Bertolla
Ivo Dlouhý
Eva Bartoničková
Jaromír Toušek
Jiří Nováček
Petra Mácová
Publikationsdatum
23.03.2019
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Cellulose / Ausgabe 7/2019
Print ISSN: 0969-0239
Elektronische ISSN: 1572-882X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10570-019-02364-6

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