Folia formowana z roztworów celulozy w cieczy jonowej

The article presents a method to prepare films by casting solutions of cellulose in ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [emim][OAc]. Cotton linters and a hydrothermally treated (HT) wood cellulose pulp were used in the investigation. The film was cast from solutions with cellulose concentrations of 2.0, 5.0, 6.0, 10.0 and 14.0 wt% in [emim][OAc] at temperatures in the range of 20 - 80 °C. The influence of the cellulose concentration, composition of the coagulation bath and temperature of the solution and coagulation bath upon the mechanical properties and morphology of the cellulose films were examined. Samples of transparent cellulose film were prepared with a low polydispersity index (PDI) of 2.2, and satisfactory mechanical properties: strength up to 103 MPa and elongation of 30%.W artykule przedstawiono sposób wytwarzania folii w skali laboratoryjnej z roztworów celulozy w cieczy jonowej 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [emim][OAc]. Do badań zastosowano lintersy bawełniane oraz masę celulozową drzewną po hydrotermicznej obróbce (HT). Roztwory celulozy o stężeniu of 2.0, 5.0, 6.0, 10.0 i 14.0 wt% w [emim][OAc] o temperaturze w zakresie 20 - 80 °C stosowano do formowania folii celulozowej. Zbadano wpływ stężenia celulozy, temperatury roztworu oraz kąpieli koagulacyjnej na właściwości mechaniczne i morfologię folii celulozowych. Otrzymano transparentne folie celulozowe o niskiej wartości polidyspersji, PDI = 2.2, wytrzymałości do 103 MPa i wydłużeniu do 30% w stanie aklimatyzowanym

Wpływ wody w procesie wytwarzania folii celulozowej z roztworów cieczy jonowej

This study addresses in detail the role of water in the consecutive steps of film forming: cellulose dissolution, regeneration and drying, and its impact on the mechanical properties of the cellulose film. Prehydrolysis kraft (PHK) pulp was subjected to hydrothermal treatment (HT) prior to its dissolution in 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [emim]OAc. After the treatment, the DP of the pulp was 440 and the polydispersity index was as low as 3.1. HT pretreated pulp was dissolved in [emim]OAc with a water content of 2, 7, 14 and 21 wt%. The pulp dissolution was completed within 15 min regardless of the water content in the solvent. The rheological behavior, one of the key properties in film formation, was determined at varied temperature and cellulose concentration. Cellulose films were prepared from solutions with cellulose concentrations of 8, 12 and 16 wt% at a temperature of 90 °C. The impact of water on the macromolecular, morphological and mechanical properties of the transparent films prepared was thoroughly studied. With a very low polydispersity of the cellulose chain, the films prepared revealed high strength ranging from 87 to 106.5 MPa at elongation from 10 to 50% in conditioned state.W artykule przedstawiono wpływ wody w poszczególnych etapach procesu formowania folii celulozowej z roztworów cieczy jonowej. Omówiono proces rozpuszczania celulozy, wpływ zestalania i suszenia na właściwości mechaniczne folii celulozowej. Do badań zastosowano masę celulozową drzewną PHK po obróbce hydrotermicznej (HT) o stopniu polimeryzacji DP 440, niskiej polidyspersji PDI 3,1 i o zróżnicowanej zawartości wody w celulozie 2, 7, 14 i 21%. Zbadano rozpuszczalność celulozy HT w cieczy jonowej oraz właściwości reologiczne roztworów. Celuloza HT ulega rozpuszczeniu w cieczy jonowej w czasie 15 minut niezależnie od zawartości wody. Opisano sposób formowania folii z roztworów o stężeniu celulozy 8, 12 i 16% w temperaturze 90 oC. Wykazano wpływ wody w roztworach przędzalniczych na właściwości roztworów, a następnie na właściwości mechaniczne folii. Oznaczono właściwości cząsteczkowe i morfologię transparentnych folii celulozowych. Folie celulozowe charakteryzowały się niskimi wartościami polidyspersji, wytrzymałością w zakresie 87–106,5 MPa i wydłużeniem 10-50% w stanie aklimatyzowanym

Upcycling of waste paper and cardboard to textiles

In continuation of previously reported results, the ionic liquid 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene-1-ium acetate was also found to be a powerful non-derivatizing solvent for cellulosic waste such as paper and cardboard. The ionic liquid could dissolve all the present bio-polymers (cellulose, hemicellulose, and lignin) in high concentrations, resulting in solutions with visco-elastic properties that were suitable for dry-jet wet fiber spinning. The cellulosic raw materials were refined gradually to identify the influence of residual components on the spinnability of the respective solution. Polymer degradation and losses in the spinning process could be avoided nearly entirely. With the exception of virtually unrefined cardboard, all the samples showed excellent spinnability, resulting in fibers with high tensile strength. Prototype textiles were produced to validate the quality of the fibers and demonstrate the possibility of using residual lignin in cardboard as a natural dye