رئولوژی تعلیق‌های نانوذرات سلولوزی و اهمیت کاربردی آن‌ها در پلیمرهای گرانروکشسان

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 صنایع خمیر و کاغذ، مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

نانوذرات سلولوزی افزون بر وزن کم، دارای مزیت‌هایی چون تجدید‌پذیری، قابلیت بازیافت، فرایندپذیری و
زیست‌سازگاری هستند. فیلم‌های حاوی نانوذرات سلولوزی با توجه به عملکرد خوب و سدگری اکسیژن، به‌عنوان پوشش و لایه میانی در محصولات بسته‌بندی به‌کار می‌روند. با توجه به منشأ طبیعی، بدیهی است که جایگزینی برخی از تقویت‌کننده‌های سنتزی با این نانوذرات می‌تواند از آلودگی محیط زیست بکاهد. ویژگی‌های نانوذرات سلولوزی می‌تواند از طریق بررسی ویژگی‌های رئولوژی ژل نانوذرات انجام گیرد. تعلیق حاوی نانوذرات سلولوزی به‌طور گسترده، در صنایع خمیر و کاغذ به‌عنوان پوشش‌دهنده، در کامپوزیت‌ها، چاپ‌های سه‌بعدی و به‌عنوان غشاهای سلولوزی به‌کار می‌روند. برای کاربرد‌های یادشده، تعلیق نانوذرات سلولوزی در معرض نیروهای برشی قرار می‌گیرند. بنابراین، برخورداری از دانش دقیق درباره رفتار رئولوژیکی تعلیق نانوذرات سلولوزی تحت نیروی برشی زیاد در ارتباط با چنین فرایندهای صنعتی، ضروری است. مطالعات زیادی در مورد ویژگی‌های رئولوژیکی نانوذرات سلولوزی انجام شده که اطلاعاتی درباره ویژگی این مواد و رفتار آن‌ها حین استفاده به ما می‌دهد. در این مقاله، به ویژگی‌های رئولوژیکی نانوذرات سلولوزی و مفاهیمی همچون ویژگی‌های گرانروکشسان خطی، مانند مدول ذخیره و مدول اتلاف وابسته به بسامد، شاخص‌های رفتار جریان برشی نظیر گرانروی ظاهری و تنش برشی به‌عنوان تابعی از سرعت برش، پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Rheology of Cellulosic Nanoparticles Suspensions and their Applied Importance in Viscoelastic Polymers

نویسندگان [English]

  • mehrnoosh Tavakoli 1
  • ali ghasemian 2
1 Pulp and Paper Industry, Wood and Paper Engineering, University of Agriculture Science and Natural Resources , Gorgan
2 Gorgan University
چکیده [English]

I
n addition to light weight, cellulose nanoparticles have advantages such as renewability,
recyclability, processability, and biocompatibility. Films containing cellulose
nanoparticles are used as coatings and intermediate layers in packaging products due to
their good performance and oxygen barrier. Given its natural origin, it is obvious that
the replacement of some synthetic reinforcements with these nanoparticles can reduce
environmental pollution. The properties of cellulose nanoparticles can be determined by
investigating the rheological properties of the nanoparticles gel. Suspensions containing
cellulose nanoparticles are widely used in the pulp and paper industries as coatings, in
composites, 3D printing, and as cellulose membranes. For these applications, suspensions of
cellulose nanoparticles are exposed to shear forces. Therefore, having accurate knowledge
of the rheological behavior of suspended cellulose nanoparticles under high shear force
in relation to such industrial processes is essential. There have been many studies on
the rheological properties of cellulose nanoparticles that provide information about the
properties of these materials and their behavior during usage. In the present review, the
rheological properties of cellulose nanoparticles and concepts such as linear viscoelastic,
properties such as frequency dependent storage modulus/loss modulus, shear fow behavior
indices such as apparent viscosity and shear stress as a function of shear rate are discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rheology
  • Cellulose Nanoparticles
  • viscosity
  • Viscoelastic Polymers
  • Shear Force