Resumen de Assessment of cellulose nanofibers from bolaina blanca wood obtained at three shaft heights

Sergio Andre Arango Perez, Héctor E. Gonzales, Silvia Patricia Ponce Álvarez, Abel Gutarra, Aldo Joao Cárdenas Oscanoa

• español

  Este estudio evaluó nanofibras de celulosa de madera de bolaina blanca (Guazuma crinita) obtenidas a diferentes alturas del eje longitudinal del fuste de árboles de una plantación de tres años y medio. La madera fue sometida a despulpado, blanqueo y posterior molienda mecánica utilizando un molino planetario de bolas Changsha Samy XYQM-2L para obtener nanofibras de celulosa. El producto se caracterizó mediante técnicas analíticas: microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, análisis termogravimétrico, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, espectroscopia ultravioleta-visible. Además se determinó el grado de polimerización. El efecto de la posición longitudinal sobre las características de las nanofibras de celulosa se evaluó comparando medias utilizando las pruebas estadísticas ANOVA y Kruskal-Wallis. El rendimiento de la producción de nanofibras de celulosa de las secciones alta, media y basal fue de 32,1 %, 33,6 % y 31 %, respectivamente. Las nanofibras de celulosa obtenidas exhibieron un diámetro significativamente mayor para la zona alta (84 nm) en comparación con las zonas media (75 nm) y basal (69 nm); la longitud se mantuvo por encima del rango micrométrico. Con respecto al grado de polimerización, se evidenció una disminución con respecto al aumento de la altura del eje; la zona basal exhibió un grado de polimerización de 300, un valor significativamente más alto que las zonas media y alta, que exhibieron un grado de polimerización de 249 y 211, respectivamente. El producto presentó polimorfismo típico de celulosa tipo I e índices de cristalinidad de 76 %, 93 % y 96 % para las secciones alta, media y basal, respectivamente. En cuanto a la termoestabilidad de las nanofibras de celulosa, la tasa máxima de degradación de las nanofibras de celulosa se produjo entre 335 °C y 341 °C, siendo las nanofibras de celulosa de la zona basal las más estables. Se evaluó la adsorción del colorante azul de metileno sobre nanofibras de celulosa; se encontró una eficiencia > 60 %

• English

  This study evaluated cellulose nanofibers from bolaina blanca wood (Guazuma crinita) obtained at different heights of the longitudinal axis of the shaft of trees from a three-and-a-half-year-old plantation. The wood was subjected to pulping, bleaching and subsequent mechanical milling using a Changsha Samy XYQM-2L planetary ball mill to obtain cellulose nanofibers. The product was characterised using analytical techniques: scanning electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, ultraviolet–visible spectroscopy. Additionally, the degree of polymerisation was determined. The effect of longitudinal position on cellulose nanofibers characteristics was evaluated by comparing means using ANOVA and Kruskal–Wallis statistical tests. The yield of cellulose nanofibers production from the high, middle and basal sections was 32,1 %, 33,6 % and 31 %, respectively. The obtained cellulose nanofibers exhibited a significantly larger diameter for the high zone (84 nm) compared with the middle (75 nm) and basal (69 nm) zones; the length remained above the micrometre range. With respect to degree of polymerisation, a decrease was evidenced with respect to the increase in shaft height; the basal zone exhibited a degree of polymerisation of 300, a significantly higher value than the middle and high zones, which exhibited degree of polymerisation of 249 and 211, respectively. The product showed typical cellulose type I polymorphism and crystallinity indexes of 76 %, 93 % and 96 % for the high, middle and basal sections, respectively. Regarding the thermostability of cellulose nanofibers, the maximum degradation rate of cellulose nanofibers occurred between 335 °C and 341 °C, with cellulose nanofibers from the basal area being the most stable. The adsorption of the methylene blue dye on cellulose nanofibers was evaluated; an efficiency > 60 % was found.