Journal of Forest and Wood Products

(1)

University of Tehran

Journal of Forest and Wood Products

Home Page: https://jfwp.ut.ac.ir

Online ISSN: 2383-0530

The effect of alkalinity percentage on the properties of carboxymethyl cellulose produced from bagasse fibers

Davood Gholami¹  Ali Abdolkhani^2*  Jaber Hosseinzade³  Faezeh Askari⁴

1. Department of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R.

Iran. Email: [email protected]

2. Corresponding Author, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran. Email: [email protected]

ARTICLE INFO ABSTRACT

Article type:

Research Article

Carboxymethyl cellulose (CMC) is a water-soluble polymer that has many applications in various industries, including pharmaceuticals, food, and oil. There are various raw materials and sources available for the production of CMC, one of which is the important material bagasse. Considering that bagasse contains 30-40%

cellulose, it can be considered a cheap and accessible source of CMC. In this study, bagasse was first converted into brown pulp using the soda process and then bleached using sodium hypochlorite and hydrogen peroxide to produce alpha- cellulose using the cold soda method. Finally, CMC was obtained. The alkalinity percentage is an influential factor in the cost and quality of the produced CMC. In this study, alpha-cellulose was produced from bagasse pulp under different alkaline conditions (20, 25, 30, 35, and 40%) using the etherifying agent carboxymethyl mono chlorine acetic acid (MCA). The degree of substitution (DS), purity, pH, and viscosity of the CMC produced were evaluated. The results showed that the produced CMC with an alkalinity percentage of 30% was comparable to that of commercial and industrial samples. The evaluation of CMC produced by FTIR and XRD analyses confirmed the accuracy of CMC production under all the conditions mentioned above. These results showed that bagasse is a good source for CMC production.

Article History:

Received 22 November 2022 Revised 24 January 2023 Accepted 24 January 2023 Published online15 June2023

Keywords:

Agricultural waste, Alpha cellulose, Cellulose derivatives, DS.

Cite this article: Gholami, D., Abdolkhani, A.,Hosseinzade, J., Askari, F (2023). The effect of alkalinity percentage on the properties of carboxymethyl cellulose produced from bagasse fibers. Journal of Forest and Wood Products, 76 (1), 33-42. DOI:

http//doi.org/10.22059/jfwp.2023.351279.1224

DOI: http//doi.org/10.22059/jfwp.2023.351279.1224

(2)

نارهت هاگشناد

رف و لگنج ةيرشن آ

هدرو بوچ ياه

:هيرشن تياس https://jfwp.ut.ac.ir

:يكينورتكلا اپاش 0350

- 3535

صاوخ رب تییایلق دصرد یسررب ساگاب فایلا زا هدش دیلوت زلولس لیتم یسکوبرک

یملاغ دواد

1

یناخلادبع یلع

2

*

نیسح رباج

3هداز یرکسع هزئاف

4

1 .ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،ذغاک و بوچ عیانص و مولع هورگ . :همانایار

[email protected]

2 . ،لوئسم ۀدنسیون هدکشناد ،ذغاک و بوچ عیانص و مولع هورگ

.ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم :همانایار

[email protected]

3 .ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،ذغاک و بوچ عیانص و مولع هورگ . :همانایار

[email protected]

4 . .ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،ذغاک و بوچ عیانص و مولع هورگ :همانایار

[email protected]

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

:هلاقم عون یشهوژپ خیرات :هلاقم یاه

رات ی خ رد ی تفا : 11 / 10 / 1411

رات ی خ یرگنزاب : 14 / 11 / 1411

رات ی خ ذپ ی شر 14 : / 11 / 1411

رات ی خ راشتنا : 25 / 13 / 1412 سکوبرک

ی تم ی ل زلولس لپ ی رم ی لولحم رد بآ تسا هک دربرااک اناوارف ی اناص رد ی ع اناص هالمم ا التخم ی

ع

وراد یی

، اذغ یی

، عبانم .دراد ... و تفن لوا

ی ة نوگانوگ ی ارب ی هت ی ه سکوبرک ی تم ی ل زلولس دومو دراد هاک ی اک ی ا

نآ اه ساگاب م ی دشاب . اب ا هب هموت ی هکن 41 - 31 دصرد ساگاب ا لا ای فا زلولاس کاشت ی ل هداش

،تاسا ارباانب ی ن

م ی دناوت هب ناونع ی ک ارب سرتسد لباق و نا را عبنم ی

هت ی ة سکوبرک ی تم ی ل زلولس رظنرد هتفرگ دوش . رد ا ای ن

،شهوژپ آرف ا هدافتسا اب ساگاب ادتبا ی

دن دبت ادوس ی ل مخ هب ی ر هوهق ا ی دش و سپس اب هدافتاسا ا ه ی رلکوپ ای ت

دس ی م و سکورپ ی د ه ی نژورد ربگنر ی اهن رد و دش ی

ت ادوس شور ا هدافتسا اب ی

درس

، زلولاس افلآ تاهم

لوت ای د

سکوبرک ی تم ی ل زلولس هت ی ه دش . دصرد لق یا یی ت ا ظاحل داصتقا ی و ک یف ی ت لوصحم اهن یی ا لماوع ثأت ی راذگر

رد لوت ی د سکوبرک ی تم ی ل زلولس م ی

،دشاب رد ا ی ن قحت ی

،ق افلآ زلولس لوت ی د هدش ا مخ ای ر سااگاب تاحت اراش ی ط

توافتم لق یا یی ت 21 ، 25 ، 31 ، 35 و 41 دصرد و اب هدافتسا ا لماع رتا ی اس ورلکونوم تاسا ی ک اسا ی د ( )MCA

سکوبرک ی تم ی ل راد رد .دش ةمادا لانآ ی

،ز ةمرد فلاختسا ( )،DS

،صولخ

، pH

ورنارگ ی سکوبرک ی تم ای ل زلولاس

لوت ی د هدش دروم را ی با ی رارق تفرگ اتن . ی ج سکوبرک هک داد ناشن ی

تم ی ل لوت زلولس ی د ی لق دصرد اب یا ایی ت 31 ا

ک ظاحل یف ی ت اب ةنومن راجت ی هت ی ه هدش سب ی را دزن ی ک م ی دشاب . را ی با ی اه ی لاانآ ی ز وFTIR

XRD

نااشن داد

هک سکوبرک ی تم ی ل لوت زلولس ی د ی اب راجت هنومن ی ی ناسک و هدوب تحص لوت ی د اسکوبرک ی تم ای ل زلولاس ار رد

مامت ی ارش ی ط غتم ی ر

،قوف أت یی د .دومن

:هژاودیلک ،زلولس افلآ ،فلاختسا همرد ،ی رواشک تاعیاض .یزلولس تاقتشم :دانتسا یملاغ ، ؛دواد یناخلادبع

، نیسح ؛یلع هدا

، هزئاف ،یرکسع ؛ربام (

1412 .ساگاب فایلا ا هدش دیلوت زلولس لیتم یسکوبرک صاوخ رب تییایلق دصرد یسررب .) و لگنم ةیرشن

رف آ هدرو بوچ یاه ، 67 ( 1 ،) 33 - 42 . DOI: http//doi.org/10.22059/jfwp.2023.351279.1224

.ناگدنسیون© :رشان

.نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم

DOI:http//doi.org/10.22059/jfwp.2023.351279.1224

(3)

ساگاب فایلا زا هدش دیلوت زلولس لیتم یسکوبرک صاوخ رب تیيایلق دصرد یسررب /

یملاغ و ناراکمه

53

1 . همدقم رارق هدافتسا دروم یکاروخ و یتعنص تروص ود هب یبرغ یاهروشک رد سپس و شک ناملآ رد ادتبا رد زلولس لیتم یسکوبرک

تفرگ [ 1 .]

یفرط ا

، ساسارب شرازگ یاه لاس رد هدش رشتنم 1304

دودح هنلااس ، 7111

یکاروخ عون زلولس لیتم یسکوبرک نت

و 4111 یم روشک دراو یتعنص عون نت دوش

هک تادراو دای مجح نیا

، شهوژپ هب این یموب و رتشیب یاه

هدرتسگ ی اس رت

ۀرابرد

یم ار هدام نیا بلط

د [ 2 .]

( زلولس لیتم یسکوبرک )CMC

مهم ا یکی و یزلولس تاقتشم نیرت

بآ رد لولحم ینوینآ زلولس رتا کی

ییایلق زلولس شنکاو ا هک تسا ( کیتساورلکونوم دیسا اب

یم دیلوت نآ میدس کمن ای )MCA

وش د [ 3 هک ] دننام یصاوخ یاراد

،هتی وکسیو ،تیللاح تسی

بیرخت تسا بآ یرادهگن تیفرظ و ندوب یمس ریغ ،یریذپ [

3 .]

زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت نازیم

دودح ناهم رد 115

× 3 رب غلاب و هدوب نت 311

اب نآ ا لتخم عون ةمرد

ا و دیلوت لتخم کیژولوئر صاوخ و صولخ و فلاختس

یم هدافتسا زلولس لیتم یسکوبرک صاوخ نیرتمهم ا یکی .ددرگ

، یم هتی وکسیو رییغت و یگدنهد ماوق و دشاب

نیب رد یلپ مامت

اهدیراکاس

، رتنا را و هدوب سرتسد رد همه ا رتشیب زلولس لیتم یسکوبرک یم

دشاب ،شنت هب نینچمه ناشن دوخ ا یدای یرادیاپ

یم و لمح رد یناسآ ،زلولس لیتم یسکوبرک یاهرمیلپ مهم صاوخ هلمم ا .دهد ت مدع ،لقن

أ رب ریث نویسناپسوسpH

تیفرظ و اه

لیکشت هدوت گرزب یاه یم

شاب د [ 2 .]

ردCMC

هنیم ،ییوراد ،ییاذغ داوم ،یتشادهب و یشیارآ هلمم ا یفلتخم یاه بسچ

،اه کیمارس ،اه ششوپ ،هدنیوش داوم ،اه

،عیانص نیا رد .دراد دربراک تایناخد عیانص و تفن یرافح ،یماسن ،ذغاک ًاتدمع CMC

هب ناونع تظلغ داجیا و یگدنبسچ ،ییا

،ماکحتسا راشتنا لماع

، لماع ۀدنرادهگن ،یدیئولک تلاح ظفح ،بآ

تیبثت لماع ،هدننک قیلعت

، اس نویسلوما لیکشت لماع و اس

یلا و ه یم هدافتسا یژولوئر لرتنک نیا .دوش

یگژیو اه

، هب ارCMC

دیلوت نیرتشیب و

فرصمرپ نیرت هدرک لیدبت یتعنص زلولس رتا

.تسا هک اجنآ ا ا ییلااب رسک اب هارمهCMC

کمن ( میدس یاه هب

)میدس تلاوکیلگ و میدس دیرلک لاثم ناونع هب

تسد یم ،دیآ

.دشاب این دروم هیفصت لتخم حوطس تسا نکمم صاخ دربراک هب هتسب هب

ا هدافتسا ،لاثم ناونع یرافح ،هدنیوش داوم ردCMC

یدای ریداقم هب ،ذغاک تعنص و تفن رد هدافتسا ،رگید یوس ا .درادن شیلااپ هب ی این هک دراد این یراجت ماخ CMC

هب این ییوراد و ییاذغ تلاوصحم ةمرد

صولخ دراد لاابCMC

[ 4 ].

هب ،لومعم روط یم زتنس هبنپ فایلا ای بوچ ریمخ ا CMC

ش و .د یم نینچمه ناوت

ار CMC

ا ره تسی اب یهایگ هدوت

ینغ زلولس یاوتحم )ساگاب دننام(

زین هیهت درک [ 5 .]

یزلولسونگیل عبانم ا هدافتسا تدمع ،یزلولس تاقتشم دیلوت رد هدافتسا دروم

ًا

،تسا لگنم و بوچ رب ینتبم نیاربانب

هرهب و دیلوت ا یرادرب

ةیلوا ۀدام شلاچ اب روبزم

تیدودحم و اه بیرخت نوچمه ییاه

لگنم هجیتن رد .تسا هماوم بوچ تشادرب نازیم شهاک هب مازلا و اه

، بیرخت ا یریگولم یاهراکهار نیرتمهم ا یکی ه ورما

لگنم ا عبانم دوبمک لکشم عفر و اه لامعا ،یزلولسونگیل فایل

دربهار و یبوچریغ یفیل عبانم دربراک زین و فایلا تفای اب

تسا ی رواشک یاهدنامسپ [

7 ] هبنپ رتنیل و ساگاب فایلا نایم نیا رد هک

، هنیزگ رف دیلوت یارب یبوخ رایسب یاه آ

تاقتشم و هدرو

تهم رد یزلولسونگیل داوم ا هدافتسا یاتسار رد هک دنتسه یزلولس یسکوبرک هیهت

هدش ماجنا یددعتم تاقیقحت زلولس لیتم

.تسا

Yaradoddi

( ناراکمه و 2121

) هتسب داوم دیلوت یسررب هب یدنب

تسی بیرخت ریذپ ةیاپرب دنتخادرپ زلولس لیتم یسکوبرک .

قیقحت نیا رد

، بیکرت ا ار ملیف ساگاب

اب تظلغ و راگآ ،نیتلاژ دندرک هیهت لورسیلگ توافتم یاه

تست ا لصاح جیاتن ا هک -

اه ی

، FTIR

،DSC

،TGA

رد تیللاح ،مروت نوم آ للاح

نغور یریذپذوفن بیرض ، لتخم یاه و

ماکحتسا ،بآ یریذپذوفن

یکیناکم ۀدام

هدش دیلوت هب

ناونع ملیف هتسب راگ اس یدنب اب

دش یفرعم تسی طیحم [

6 .]

Huang

ناراکمه و (

2116 هب ) ةعلاطم

تایصوصخ و زتنس ( زلولس لیتم یسکوبرک .دنتخادرپ ی رواشک تاعیاض ا زلولس لیتم یسکوبرک

ریمخ شش زتنس ا ار )CMC

گرب هک داد ناشن جیاتن .دندرک یسررب ی رواشک لتخم تاعیاض یزلولس فرصم یاه

ۀدش نیرتلااب یاراد رکشین ساگاب و یاچ

و تبوطر نازیم ۀد اب

دندوب زلولس .

نینچمه تظلغ ا هدافتسا

لتخم یاه زلولس ندرک ییایلق یارب NaOH

، رب یریغتم ریثأت

ۀد اب ( لیتم یسکوبرک یاوتحم اما ،تشاد CMC

و )CM

ةمرد ( ینیزگیام )DS

هب نازیم نیرتلااب رد موادم روط ،NaOH

قافتا

داتفا . رد شنکاو لتخم یاهامد

، ۀد اب یامد ردCMC

71 ةمرد یتناس دوب نازیم نیرتلااب دارگ [

8 .]

وChen

ناراکمه ( 2121 ،)

اب زلولس لیتم یسکوبرک راتخاس و زتنس ةمرد

تاعیاض ا لااب فلاختسا

، ناویل رارق یسررب دروم ار فرصم رابکی یذغاک یاه

(4)

رک ا لصاح جیاتن .دنداد ب

هک داد ناشن هدش دیلوت زلولس لیتم یسکو یامد رد هدش دیلوت CMC

61 ةمرد یتناس نیرتلااب ا دارگ

نازیم ةمرد یشنام ن یم زین ییلااب یترارح یرادیاپ یاراد و هدوب رادروخرب ی دشاب

[ 0 .]

Moussa

ناراکمه و (

2110 ) یسررب هب ،

یگژیو اب هدش دیلوت زلولس لیتم یسکوبرک یاه ةمرد

عیاض ا لااب فلاختسا ا

قیقحت نیا رد .دنتخادرپ ی رواشک ت

، ا و هقاس

ماداب تسوپ و

ةقاس ریجنا دیلوت تهم دش هدافتساCMC

. هک داد ناشن جیاتن ا یدیلوت CMC

ةقاس ا ریجنا نینچمه و لاابDS

هنوگ نیا ا هدش هیهت ملیف

، ییلااب یکیناکم تیصاخ دراد

[ 11 .]

نامه دش هراشا هک روط

، هب ا یریگولم روظنم لگنم بیرخت

و اه

ی رواشک یاهدنامسپ و یبوچریغ یفیل عبانم دربراک زین و فایلا تفای اب ا هدافتسا یزلولسونگیل فایلا عبانم دوبمک لکشم عفر نیا رد هک تسا هتفرگ رارق هموت دروم رتشیب هعلاطم

و یگژی یاه ساگاب فایلا ا هدش هیهت زلولس لیتم یسکوبرک یسررب دروم

تفرگ رارق .

2 . شور انش شهوژپ یس

یگژیو نییعت یاه

ۀدام :هیلوا ةیهت هیهت( ساگاب )ناتس وخ ناتسا ا هدش

، ةنومن یراجت هیهت( CMC

ناماگشیپ تکرش ا هدش

)یمیش تفرگ تروص ادوس تخپ شور ا هدافتسا اب ساگاب ریمخ و .

نییعت سپس یگژیو

ساسارب هدشرکذ داوم ییایمیش یاه

لودم یاهدرادناتسا 1

تروص یهاگشیام آ زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت تفرگ

. هدافتسا دروم ییایمیش داوم هک تسا رکذ هب م لا

سدیسا ،میدس دیسکوردیه ریظن شهوژپ نیا رد و

تیرلک،کیرتیندیسا ،لوناتم ،لکلا لیپورپوزیا ،دیسا کیتساورلکونوم ،کیروفل

و میدس ...

یهاگشیام آ تیفیک اب ،

تکرش ا

Merck

.دیدرگ هیهت

لودج 1 . وی گژ ی اه ی ش ی م یا یی مخ ی ر ساگاب

یگژیو درادناتسا

تبوطر TAPPI T412 OM-09

یمارختسا داوم ا یراع ردوپ TAPPI T264 cm-07

نینگیل TAPPI T222 OM-02

داوم لکلا(یمارختسا -

)نوتسا TAPPI T204 OM-02

هتی وکسیو SCAN CM-15:88

pH TAPPI T252 OM-02

رتسکاخ TAPPI T211 cm-02

زلولسافلآ ASTM D1103-06

WRV SCAN-C 62:00

زلولس Hoffer-Kurschner

زلولسولوه DIN-2403

2 - 1 . ةیهت ساگاب زا زلولس افلآ

هب روظنم فذح رتهب مه ی اهزلولس ا ساگاب

، ادوس شور هب تخپ ا لبق

، پ ا ی ش تی رام ام ی ع غاد بآ رد امد ی 151 ةمرد تناس ی دارگ

سا و ی د روفلوس ی ک 5 / 1 دصرد هب تدم 71 قد ی هق هدافتسا دش [ 11 .]

سپس رف اب ساگاب آ

هوهق ریمخ هب لیدبت ادوس دنی یم یا

دوش . رد

همادا

، هدش دیلوت ریمخ یلاوت اب

یم یربگنر HPQ

ا دوش دیلوت دیفس ریمخ ات دوش آ

اجن هب زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت یارب هک

صولخ دصرد میراد این زلولس یلااب

، رف ا هدافتسا اب هدش یربگنر ریمخ آ

یم زلولسافلآ هب لیدبت درس یادوس دنی .دوش

طیارش

رف آ و یربگنر و ادوس دنی ةیهت

لودم رد زلولس افلآ یاه

2 ، 3 و 4 هئارا .تسا هدش

لودج 2 . ارش ی ط آرف ی دن ادوس

فیدر دوس دصرد

( )NaOH نامز

دنیآرف رف یامد

آ دنی

( ةجرد یتناس دارگ هب روکیل تبسن )

ةدام کشخ ساگاب رادقم

1 21

دصرد 131

هقیقد 121

8 هب 1 111

مرگ

لودج 3 . ارش ی ط ربگنر ی

فیدر ةدام

ربگنر نامز

قد(

هقی ) امد

( ةجرد یتناس دارگ ) pH

1 تیرلکوپیه

میدس 01

71 11

2 دیسکورپ

ه نژوردی 121

81 11

(5)

53

لودج 4 . ارش ی ط لوت ی د افلآ زلولس اب شور ادوس ی درس

فیدر نامز NaOH

امد دصرد یکشخ

1 8 دصرد 24 تعاس طیحم 5

2 - 2 . ک دیلوت زلولس افلآ زا زلولس لیتم یسکوبر

لودم قباطم زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت طیارش 5

یم دشاب [ 8 .]

لودج 5 . ارش ی ط لوت ی د سکوبرک ی تم ی ل زلولس

رادقم افلآ

زلولس نازیم للاح

للاح هب زلولس دصرد

ایلق ( )NaOH

دروم هدافتسا نامز

قد(

هقی امد )

رادقم کیتساورلکونوم

دیسا )مرگ(

نامز امد )تعاس(

11 مرگ لیپورپوزیا

1 هب 21 21

25 31 35 41 51

طیحم 12

61 3

زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت و شنکاو نایاپ ا سپ

، ادتبا رد 211 یلیم یم هفاضا روتکار لخاد هب لوناتم رتیل تدم هب و دوش

15 یم هدزمه هقیقد ا هدافتسا اب همادا رد و دوش

دیسا هب لولحم کیتسا یم یثنخpH

.دسر یم رتلیف هدش لیکشت طولخم سپس -

یم ادم هدش دیلوت زلولس لیتم یسکوبرک ای دمام اف و دوش .دوش

اهتنا رد

، نمض ات دوش وش و تسش دیاب هدش دیلوت لوصحم

یصلاخان ی اسادم ،اه

.دور رتلااب زلولس لیتم یسکوبرک صولخ ار هدش دیلوت لوصحم ادتبا رد وش و تسش ماجنا یارب

4 اب هلحرم

لوناتا 61 سپس و دصرد 2

وش و تسش صلاخ لوناتم اب هلحرم دش

نوآ رد ار هدش لیکشت یریمخ کیک تیاهن رد . 61

ةمرد

یتناس دارگ تدم هب 24 تعاس اب سپس و کشخ آ

لاح هب لیدبت بایس یم یردوپ ت

.دوش

2 - 3 . تایصوصخ یسررب

CMC

2 - 3 - 1 . گژیو یسررب ی

یدیلوت زلولس لیتم یسکوبرک یاه

:تبوطر نازیم 3

یامد رد هنومن مرگ 115

ةمرد یتناس تدم هب دارگ 2

هنومن تبوطر ات هتفرگ رارق تعاس .دوش جراخ نآ ا اه

ا هدافتسا اب و هدش نی وت تیاهن رد و لقتنم روتاکیسد هب سپس ةطبار

1 .دیدرگ نییعت تبوطر دصرد

ةطبار

تبوطردصرد⁼رتن و⁻کشخن و 1

رتن و ^×111

ۀد اب :زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت نییعت

ۀد اب رب زلولس لیتم یسکوبرک ساسا

ةطبار 2 تروص .تفرگ

ةطبار 2

(𝑔/𝑔) لوصحمۀد اب =زلولسلیتمیسکوبرککشخن و زلولسهنومنکشخن و

2 - 3 - 2 . نییعت ةجرد زلولس لیتم یسکوبرک فلاختسا

ةنومن 5 تدم هب )کشخ ن و یانبم رب( زلولس لیتم یسکوبرک یمرگ 21

- 15 یامد رد هقیقد 611

ةمرد یتناس هتفای ترارح دارگ

سپس .دیسر قاتا یامد هب روتاکسید رد هنومن رتسکاخ سپس و 7

یلیم .دوش لح ًلاماک ات هدوزفا نآ هب هزینوید شوم بآ رتیل

کیروفلوس دیسا اب لصاح لولحم 1

/ 1 ات هدش رتیت لامرن

pH

هب لولحم 4

/ 4 ب تیاهن رد .دسرب ا

ا هدافتسا ةطبار

3

، ةمرد

یسکوبرک فلاختسا یم هبساحم زلولس لیتم

دوش [ 12 ].

(6)

یلیم( نویسارتیت یارب این دروم دیسا نازیم =b

)رتیل

هدافتسا زلولس لیتم یسکوبرک نازیم =G

)مرگ( هدش

ةطبار 3

/ /

DS /

/ b G

b G

 

 

 

   

 

0 162 0 1

1 0 080 0 01

2 - 3 - 3 . ةتیزوکسیو یرهاظ

یکشخ دصرد رد دلیفکورب رتموکسیو طسوت 2

دصرد شور ساسارب و [

13 ] ه ادنا .دیدرگ یریگ

2 - 3 - 4 . نییعت زلولس لیم یسکوبرکpH

درادناتسا ساسارب

GB/T 1904-2005

.تفرگ تروص نیدب

لولحم ادتبا ،روظنم یکشخ دصرد ابCMC

2 دصرد ا سپ و هیهت

لماک ندش لح ا هدافتسا اب ،CMC

،رتمpH

ه ادنا لولحمpH

.دش یریگ

2 - 3 - 5 . فیط یجنس

FT-IR

هب یسررب روظنم هورگ

ا زلولس لیتم یسکوبرک یلماع یاه یط

.دش هدافتسا زمرق نودام یجنس نیدب

روظنم

، کی یسکوبرک مرگ

اب کشخ زلولس لیتم 111

کمن ردوپ مرگ رد .دش صرق هب لیدبت سرپ ا هدافتسا اب و بیکرتKBr

یط همادا

FT-IR

یسکوبرک

رد زلولس لیتم ۀدودحم

ددع جوم

cm-1

4111 - 411 هاگتسد اب

Bruker(USA)

لدم

-Equinox

ه ادنا .دش یریگ

2 - 3 - 6 . سکیا وترپ شارپ زیلانآ (

)XRD

هب نازیم و یلاتسیرک راتخاس یسررب روظنم ةتیلاتسیرک

هنومن هاگتسد ا اه یط

لدم سکیا وترپ شارپ جنس

Philips PW 1730

رد سکیا وترپ شارپ تدش .دش هدافتسا ةیوا ۀدودحم

11 ات 111 ای 5 ات 41 ( همرد یارب .دش باختنا )2 θ

ةمرد ةبساحم

شور ا هتیلاتسیرک

Segal

.دش هدافتسا ةتیلاتسیرک

ب تارذ ب هدمآ تسد ه

ا هدافتسا اب و هتیلاتسیرک صخاش تروص ةطبار

4

ه ادنا دش یریگ [

14 ، 15 .]

ةطبار

am 4

R

I I

C I

x 

 ²⁰⁰ 

200

100

هب طوبرم شارپ تدش نیرتشیب =I200

ةکبش یلاتسیرک

فرومآ یاهدنویپ شارپ تدش =Iam

3 هتفای . و شهوژپ یاه ثحب

ه ادنا هب هموتاب یگژیو یریگ

لودم( ساگابریمخ ییایمیش یاه 7

یم هدهاشم )

،زلولسافلآ نازیم هک ددرگ هتی وکسیو

1 ، وWRV

هورگ لماوع نیرتمهم ا هک لیسکوبرک یاه رثؤم

یزلولس تاقتشم دیلوت رد نیرتشیب ام یدیلوت زلولس لیتم یسکوبرک هنومن رد

دشاب یم رادقم نامه .

یم هدهاشم هک روط ندوب نییاپ دوش

آ هب تبسن زلولس افل یمه

میلام دنیآرف ا یشان زلولس و زلولس

یمه ا یرتلااب مهس ندنامیقاب هب رجنم هک تسا فوطعم ساگاب یتاذ تیهام و ادوس یربگنر و ی اسذغاکریمخ زین و اهزلولس

یترارح و ییایمیش یاهرامیت ربارب رد زلولس رترادیاپان عاونا )اماگ و اتب زلولس(

ذغاک ریمخرد یم

.دوش

1- Water storage capacity

(7)

53

لودج 6 . وی گژ ی اه ی ش ی م یا یی مخ ی ر ساگاب

هنومن

WRV (g/g)

رتسکاخ (دصرد)

داومیجارختسا (دصرد)

نینگیل (دصرد)

زلولسولوه (دصرد)

زلولس (دصرد)

pH

هورگیاه لیسکوبرک

یورنارگیتاذ (ml/g)

افلآزلولس (دصرد)

ساگاب 8

/ 4 2

2 / 1 5

/ 1 08

01 8

5 / 4 3

/ 711 62

افلآ زلولس 5

14 / 1 17 / 1 2 / 1 6

/ 1 06

21 / 5 0 / 4 1351

07

یگژیو یاه :هعلاطم دروم یاهریمخ ا یدیلوتCMC

یگژیو ب یدیلوت زلولس لیتم یسکوبرک یاه ه

لودم رد هصلاخ روط 6

ش هئارا د تسا ه .

لودج 7 . و ی گژ ی اه ی هتCMC ی ه هدش

هنومن صولخ

( دصرد ) هتیزوکسیو

( )cP ةجرد

فلاختسا pH

ومن ن ة دهاش 05

2763 5

/ 1 2

/ 6

21 دصرد 61

1038 85

/ 1 68

/ 6

25 دصرد 65

2135 0

/ 1 76

/ 6

31 دصرد 85

3141 3

/ 1 5

/ 6

35 دصرد 81

2155 1

05 / 6

41 دصرد 61

1867 65

/ 1 13

/ 8

داد ناشن جیاتن تظلغ شیازفا اب هک

رد NaOH

زلولس لیتم یسکوبرک هیهت یم ماجنا نام مه یتباقر شنکاو ود

.دوش

لوا شنکاو

، میدس نیب زین یبنام شنکاو و تسادیسکوردیه میدس ترواجم رد تاتساورلکونوم میدس و ولولس نیب ندش یرتا

یم خر تاتساورلکونوم میدس و دیسکوردیه نم هک دهد

تلاوکیلگ میدس دیلوت هب رج یم

دوش هک میدس تظلغ شیازفا اب

رف دیلوت ،دیسکوردیه آ

یم شیازفا صلاخ ولولس لیتم یسکوبرک دیلوت هب تبسن تلاوکیلگ میدس یبنام هدرو دبای

[ 2 ، 17 ].

شنکاو(

1 )

RcellOH + NaOH ↔ RcellOH.NaOH

شنکاو(

2 )

RcellOH.NaOH + ClCH2COONa → RcellOCH2COONa + NaCl + H2O

ب ا نیا شنکاو طیحم دومو نییعت

دننک ۀ رف ود نیا ا کی ره ندش هریچ آ

ریسافت نیا اب .تسا رگیدکی رب دنی

، جیاتن لودم 6

رگنایب تظلغ رد هک تسا نیا ا رتشیب یاه

31 ( دصرد شنکاو )w/v

یم خر رتشیب یبنام یاه دهد

[ 2 ] اری ب ه طسوتم روط

، ره

هورگ ندشرتشیب و هدومن ینابزیم ار لیتم یسکوبرک یلماع هورگ یرتشیب نازیم ،یزکولگوردینا دحاو رد لیتم یسکوبرک یاه

ین و شیازفا ببس زین هریجن یم یدیلوت زلولس لیتم یسکوبرک

یم مقر دیلوت یهد اب شیازفا هجیتن رد ؛ددرگ .دروخ

هتی وکسیو

لولحم زینCMC

شیازفا اب فاDS

یم شیاز هکدبای

هب هورگرتشیب ینیزگیام لیلد هورگ یور لیتم یسکوبرک یاه

لیسکوردیه یاه

تسا زلولس رمیلپ [

17 ].

نیا ،نیا رب هولاع هورگ

هک لیتم یسکوبرک یاه هب

یم لمع تسودبآ هورگ کی ناونع ییاناوت ،دننک

CMC

شیازفا متسیس رد رتشیب بآ تیبثت یارب ار یم

دنهد

،لاح نیا اب . تظلغ

یلااب 31 دصرد یایلق یسکوبرک زتنس رد هدافتسا دروم

هتی وکسیو شهاک ثعاب نویسلایتم یمCMC

هب رما نیا هک دوش رتلااب تظلغ رد دیراکاس یلپ بیرخت رثا لیلد

ایلق تسا [ 17 .]

3 - 1 . نومزآ جیاتن FTIR

لکش 1 ، آ ا لصاح جیاتن نوم

یم ناشن ارFTIR

یط ا هک دهد هنومن مامت FTIR

یاه هیهت CMC

اب ،هدش لتخم یاهDS

(8)

یم هدهاشم هک دوش

ةیحان هدرتسگ بذم ۀدودحمرد

1

cm -

3434 هب هورگ یششک )تاشاعترا( سناکرف لیلد هدوب OH

.تسا

نینچمه رد دوموم دناب

2021 یششک شاعترا هب طوبرم یم CH

دشاب و رد یوق و دیدم یبذم دناب کی دومو

1

cm -

1721

را ( لیسکوبرک هورگ یششک شاعت -COO

ت ار ) أ دیی یم کیپ ،دنک

1

cm -

1428 هب کمن ناونع هورگ هب هنومن یاه

لیسکوبرک یاه

یم هداد صاصتخا کیپ .دوش

رد هدش هدید یاه ۀ اب

1425 - 1421 و

1

cm -

1325 - 1321 هب بیترت طوبرم هب شاعترا و CH2

یشمخ کیپ .دنتسه OH

1

cm-

804 دی وکیلگ هب طوبرم 1

، 4 زلولس یم دشاب تیاهن رد هک اب

یسررب یط هدش داجیا یاه

یم ناوت دییأت ار ولولس لیتم یسکوبرک لیکشت درک

[ 14 - 16 ] . یط

،اIR

اCMC

لکش رد زین را اب ا هدش هیهت درادناتس 1

،

رادومن نیب یط یاهوگلا و تسا هدش تبثA1

و هدش هیهتCMC

تسا ناسکی ًابیرقت درادناتساCMC

[ 2 ، 17 .]

کش ل 1 . ط ی اه ی FTIR

، اهCMC ی هت ی ه اهدصرد اب هدش ی

لق تظلغ توافتم یا

3 - 2 . ( سکیا هعشا شارپ اب هدش دیلوت زلولس لیتم یسکوبرک یسررب )XRD

لکش 2 ، توافتم تییایلق دصرد اب هدش زتنس لیتم یسکوبرک یاهزلولس سکیا هعشا شارپ یوگلا اب(

ةمرد فلاختسا یاه

ناشن ار )توافتم یم

وترپ شارپ ا لصاح رادومن رد .دهد .تسا توافتم رگید هنوگ هب هنوگ کی ا نآ شرتسگ و کیپ تدش ،X

هب هنومن مامت رد یلک روط طاقن رد یلصا کیپ هس اه

26 ، 31 و 45 .تسا هدش هدهاشم همرد نامه

هک روط لکش رد 2 هدهاشم

یم ،دوش ندوب یلاتسیرک شیازفا اب CMC

ةمرد ا ینیشنام 68

/ 1 هب 27 / 1 یم شهاک تسا نکمم هدیدپ نیا .دبای

هب لیلد

رد لیتم یسکوبرک ینیزگیام طسوت ینژوردیه یاهدنویپ تسکش ای شرتسگ هورگ

دشاب زلولس لیسکوردیه یاه .

رتلااب DS

ات هتیلاتسیرک شهاک هب رجنم CMC

1 / 1 رادقم یم DS

سپ .دوش دور یم نیب ا ابیرقت یگنیرولب ،نآ ا

[ 16 ] شارپ یط

هنومن یاه ناشن ار یلاتسیرک راتخاس بیرخت CMC

یم نویسلایتم یسکوبرک و ندش ییایلق دنیآرف رد یگنیرولب شهاک .دهد

زلولس هب نیب هلصاف شیازفا هب رجنم ینژوردیه یاهدنویپ .دوب زلولس شرب لیلد لوکلوم

زلولس یاه یم

ه .دوش نام رد هک روط

لکش 1 تسا هدش هداد ناشن [

18 ].

ییاجبام هلق نیب هلصاف شیازفا هب اه لوکلوم

یدی وکیلگ دنویپ بیرخت اب زلولس یاه 1

- 4

دش هداد تبسن .

نینچمه ساسارب

شرازگ یفسوی ( ناراکمه و 2118

) رولبت هک تسا هدش شرازگ همرد شیازفا اب CMC

یم شهاک ینیزگیام نیاربانب .دبای

رتمک یگنیرولب اری دراد یلاع تیللاحCMC

ناشن دنهد ۀ تسا رتلااب تیللاح [

18 ].

3 - 3 . هتیلاتسیرک دصرد

فرومآ قطانم هب یلاتسیرک تبسن شیازفا اب .تسا یلاتسیرک راتخاس یاهرتماراپ نیرتمهم ا یکی زلولس هتیلاتسیرک دصرد شیازفا زلولس فایلا ماکحتسا یم

و دبای فاطعنا یریذپ یم شهاک بترم هدرشف یلوکلومراتخاس کی رگناشن لااب هتیلاتسیرک .دبای

(9)

02

یارب لاگس شور ا هدافتسا اب هتیلاتسیرک دصرد .تسا هدش هنومن

یاه 21 ، 25 ، 31 ، 35 و 41 هب تییایلق دصرد بیترت

18 / 82 ،

27 / 81 ، 42 / 60 ، 7 / 66 ، 5 / 65 دصرد هنومن رد هتیلاتسیرک دصرد نیرتشیب .دش هبساحم اب یا

تییایلق 21 رد نیرتمک و دصرد

هنومن تییایلق اب یا 41

دوب دصرد [

3 ].

کش ل 2 . وگلا ی ا هعشا شارپ ی سک هتCMC ی ه دصرد اب هدش اه

ی لتخم تظلغ لق یا

4 . هجیتن یریگ اهداهنشیپ و

زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت تیلباق ،شهوژپ نیا رد هب

ناونع ۀدام هیلوا دروم این ،ییاذغ ،ییوراد عیانص هلمم ا لتخم عیانص رد

عبانم ا ... و تفن ةیلوا

ساگاب رب لمتشم روشک یموب نا را و سرتسدرد یفیل

، رف اب آ ریذپناکما لوادتم یدنی دش

هکنیا هب هموت اب .

41 - 31 یم نیاربانب ،تسا هدش لیکشت زلولس فایلا ا ساگاب دصرد دناوت

هب و نا را عبنم کی ناونع هیهت یارب سرتسد لباق

رظنرد زلولس لیتم یسکوبرک .تفرگ

نیا اب و لاح نامه روط ،دیدرگ هراشا هک ۀرتسگ

عیسو یدربراک

CMC

رد هدروآرف یاه

یگژیو ، لتخم یاه

ةنیهب یم لتخم یاهدربراک رد ار یتوافتم .دبلط

ساگاب ا یدیلوت یزلولس قتشم هتی وکسیو نازیم نیرتلااب

( رکشین 3141 س یتنا تیئایلق اب رامیت رد ) اوپ 31

دصرد نیرتلااب هک دیدرگ شرازگ ةمرد

یثنخ زین و صولخ نیرت

ارpH

هب دوخ

داد صاصتخا نازیم نیرتشیب .

رد زین ،DS

نیا اب رامیت رادقم 3 / 1 رهاظ دش یط یسررب . یاه

FTIR

و

XRD

هنومن یدیلوت یاه

طیارش تحت

،رکذلا قوف ریغتم ت ار زلولس لیتم یسکوبرک دیلوت

أی دی رد هک هدومن ةمه

لامعا یاهرامیت لوصحم دیلوت ،هدش

رد ار زلولس لیتم یسکوبرک .تسا هتشادرب

5 عبانم .

[1]. Batelaan, J.G., Van Ginkel, C.G., & Balk, F. (1992). Carboxymethylcellulose (CMC). In Detergents (pp.

329-336). Springer, Berlin, Heidelberg.

[2]. Zainali, M.A., Taherkhani. R., Hakim, Sh., and Soltani, S. (2021). Optimizing the production process of carboxymethyl cellulose from sugarcane bagasse. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 40(2), 185-194.

[3]. Mohkami, M., & Talaeipour, M. (2011). Investigation of the chemical structure of carboxylated and carboxymethylated fibers from waste paper via XRD and FTIR analysis. Bioresources, 6(2), 1988-2003.

[4]. Casaburi, A., Rojo, Ú. M., Cerrutti, P., Vázquez, A., & Foresti, M. L. (2018). Carboxymethyl cellulose with tailored degree of substitution obtained from bacterial cellulose. Food Hydrocolloids, 75, 147-156.

[5]. Ye, H., Xu, S., Wu, S., & Chen, W. (2018). Optimization of Sodium Carboxymethyl Cellulose Preparation from Bagasse by Response Surface Methodology. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 381, 1, p. 012043.

(10)

[6]. Mehdikhani, H., Jafari Petroudi, S.R., & Mirshokrsyi, S.A. (2016). Carboxymethyl cellulose (CMC) preparation from mixed office wastepaper deinked and bleached bagasse pulps: characterization and comparison. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 7(3), 311-321.(In persian).

[7]. Yaradoddi, J. S., Banapurmath, N. R., Ganachari, S. V., Soudagar, M. E. M., Mubarak., N. M., Hallad, S., &

Fayaz, H. (2020). Biodegradable carboxymethyl cellulose based material for sustainable packaging application. Scientific Reports, 10(1), 1-13.

[8]. Huang, C.M., Chia, P. X., Lim, C.S., Nai, J. Q., Ding, D.Y., Seow, P.B., & Chan, E.W. (2017). Synthesis and characterisation of carboxymethyl cellulose from various agricultural wastes. Cellulose Chemistry and Technology, 51(7-8), 665-672.

[9]. Chen, J., Li, H., Fang, C., Cheng, Y., Tan, T., & Han, H. (2020). Synthesis and structure of carboxymethylcellulose with a high degree of substitution derived from waste disposable paper cups.

Carbohydrate Polymers, 237, 116040.

[10]. Moussa, I., Khiari, R., Moussa, A., Belgacem, M.N., & Mhenni, M.F. (2019). Preparation and characterization of carboxymethyl cellulose with a high degree of substitution from agricultural wastes.

Fibers and Polymers, 20(5), 933-943.

[11]. Takzare, Z., Kermanian, H., Ramezani, O., Rasooly Garmaroody, E., & Abdolkhani, A. (2016). Effect of Hot water and dilute acid pretreatment on the chemical properties of liquorice root. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 7(1), 129-140.

[12]. Mondal, M.I.H., Yeasmin, M.S., and Rahman, M.S. (2015). Preparation of food grade carboxymethyl cellulose from corn husk agrowaste. International Journal of Biological Macromolecules, 79, 144-150.

[13]. Khullar,R, Varshney, Naithani, S, Heinze,T , & P. L. Soni1, 2005, Carboxymethylation of Cellulosic Material (Average Degree Of Polymerization 2600) Isolated From Cotton (Gossypium) Linters With Respect To Degree Of Substitution And Rheological Behavior, Journal of Applied Polymer Science, 96, 1477–1482 P.

[14]. Suriyatem, R., Noikang, N., Kankam, T., Jantanasakulwong, K., Leksawasdi, N., Phimolsiripol, Y., &

Rachtanapun, P. (2020). Physical properties of carboxymethyl cellulose from palm bunch and bagasse agricultural wastes: Effect of delignification with hydrogen peroxide. Polymers, 12(7), 1505.

[15]. Oun, A.A., & Rhim, J.W. (2015). Preparation and characterization of sodium carboxymethyl cellulose/cotton linter cellulose nanofibril composite films. Carbohydrate Polymers, 127, 101-109.

[16]. Yeasmin, M.S., & Mondal, M.I.H. (2015). Synthesis of highly substituted carboxymethyl cellulose depending on cellulose particle size. International Journal of Biological Macromolecules, 80, 725-731.

[17]. Mondal, M.I.H., Yeasmin, M.S., & Rahman, M.S. (2015). Preparation of food grade carboxymethyl cellulose from corn husk agrowaste. International Journal of Biological Macromolecules, 79, 144-150.

[18]. Li, H., Shi, H., He, Y., Fei, X., & Peng, L. (2020). Preparation and characterization of carboxymethyl cellulose-based composite films reinforced by cellulose nanocrystals derived from pea hull waste for food packaging applications. International Journal of Biological Macromolecules, 164, 4104-4112

[19]. Youssif, A.A., & Hassan, T. (2018). Synthesis and characteristic of carboxymethyl cellulose from baobab (Adansonia Digitata L.) fruit shell. International Journal of Engineering and Applied Sciences, 5, 1-10.