مقداد کمالی مقدم

امروزه محققان به دلیل زیست سازگاری و تجدید پذیری الیاف طبیعی گیاهی، در تلاش هستند تا با توجه به پوشش گیاهی موجود در کشور خود، الیاف سلولزی با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مناسب برای کاربرد در منسوجات فنی، پوشاک و کامپوزیت های پلیمری و سیمانی استخراج کنند. در این تحقیق، از گیاه یوکا به عنوان یکی از پوشش های گیاهی کشت شده در بسیاری از مناطق کشور استفاده شد. طراحی آزمون در سه بخش صورت پذیرفت: ابتدا فرایند استخراج لیف از برگ گیاه با عملیات شیمیایی و با استفاده از سدیم هیدروکسید به عنوان ماده قلیایی بررسی و خصوصیات لیف استخراجی ارزیابی شد. سپس عملیات سفیدگری با استفاده از آب اکسیژنه و طراحی آزمون به روش تاگوچی انجام شد و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی لیف سفیدگری شده تعیین گردید. در بخش سوم این تحقیق، فرایند جداسازی نانو بلورهای سلولزی با استفاده هیدرولیز اسیدی و بررسی ساختار به دست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش های استخراج لیف نشان داد که با افزایش زمان عملیات، امکان استخراج الیاف باظرافت بیشتر وجود دارد. ضمن اینکه افزایش زمان عملیات، امکان استخراج الیاف در غلظت های پایین تر محلول قلیایی را فراهم می سازد. نتایج حاصل از استحکام کششی الیاف تهیه شده از برگ گیاه یوکا بیانگر آن است که عملیات قلیایی، با حذف ترکیبات غیر سلولزی و افزایش درصد سلولز در لیف، سبب افزایش استحکام لیف می شود، اما در غلظت های بالا، سدیم هیدروکسید به عنوان یک عامل مخرب عمل کرده و به دلیل حذف بیش ازحد لیگنین سبب کاهش استحکام الیاف خواهد شد. الیاف به دست آمده در دماهای بالا دارای درصد بلورینگی بالاتری است. عملیات سفیدگری، حذف بیشتر محتوی لیگنین باقیمانده در الیاف را سبب می شود. مقدار آلفا سلولز برگ گیاه، الیاف یک بار استخراج شده، الیاف دو بار استخراج شده و الیاف سفیدگری شده به ترتیب برابر با 75%، 86%، 89% و 91% است. پایداری حرارتی الیاف پس از عملیات سفیدگری افزایش می یابد به طوری که شروع تخریب حرارتی الیاف استخراج شده قلیایی در دمای بالای 200 درجه سانتی گراد است، درحالی که الیاف سفیدگری شده در دماهای بالاتر از 300 درجه سانتی گراد شروع به تخریب شدن می کند. تحلیل گرماوزنی نشان داد که بیشینه دمای تخریب لیف قلیایی حدود 317 درجه و لیف سفیدگری شده حدود 362 درجه سانتی گراد است. نتایج پراش اشعه ایکس نانوبلورهای