روشي جديد براي اصلاح سلولز در محيط آبي با استفاده از شيمي آلكوكسي سيلان

A novel method for cellulose modification in aqueous media via alkoxysilane chemistry

اصلاح سطح پليمر سلولز در زمينه شيمي تركيبات تجديدپذير داراي نقشي بسيار مهم و اساسي مي‌باشد. در اين تحقيق، ميكروكريستالين سلولز (آويسل) با استفاده از يك تركيب آلكوكسي سيلان تحت شرايط ملايم، در دماي محيط، در آب و با استفاده از مقادير كاتاليزوري هيدروكسيد سديم تحت تيمار قرار گرفت. (3مركپتوپروپيل)تري متوكسي سيلان در سه غلظت µmol/mL 1614، 1074، 535 (به ترتيب معادل با µL 300، 200، 100 سيلان) بر روي سلولز پيوندزني شد و ساختار سلولز اصلاح شده با استفاده از طيف‌سنجي FTIR، 13C NMR و 29Si NMR جامد مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. افزايش غلظت آلكوكسي سيلان از µmol/mL 535 به µmol/mL 1074 سبب افزايش ميزان تشكيل پل‌هاي سيلوكسان بين مولكول‌هاي سيلان با كربن‌هاي سلولز شده است در حاليكه با افزايش سيلان به مقدار بيشتر و از‌ µmol/mL 1074 به µmol/mL 1614، نسبت ميزان پل‌هاي سيلوكسان تشكيل شده بين مولكول‌هاي سيلان با يكديگر در مقايسه با نسبت اين پل‌ها با اتم‌هاي كربن سلولز، افزايش يافت، به نحوي كه درصد آن از 34 درصد در ميزان سيلان µL 200 به 66 درصد در ميزان سيلان µL 300 افزايش يافت.

Surface modification of cellulose, as the world’s most abundant polymer, plays an important role in sustainable chemistry. Microcrystalline cellulose, Avicel, was modified by an alkoxysilane under mild conditions in water, at room temperature and with a catalytic amount of sodium hydroxide. (3Mercaptopropyl)trimethoxysilane in three concentrations 535, 1074, 1614 µmol/mL (100, 200, 300 µL of silane, respectively) was grafted onto cellulose, then the modified cellulose was characterized by FTIR spectroscopy as well as solid state 13C NMR and 29Si NMR spectroscopy. Increasing the concentration of the alkoxysilane from 353 to 1074 µmol/mL increased the ratio of siloxane bridges with the cellulose backbone, while by increasing the silane concentration from 1074 to 1614 µmol/mL, has inhanced the ratio of polysiloxane bridges relative to covalent links with the cellulose backbone from 34% to 66%.