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Simple Preparation of Cellulosic Lightweight Materials from Eucalyptus Pulp
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-09-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b03071 Elisa S. Ferreira 1 , Camila A. Rezende 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-09-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b03071 Elisa S. Ferreira 1 , Camila A. Rezende 1
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Cellulosic foams and aerogels are prepared from cellulose fibers and nanostructures and display interesting properties, such as extremely low density, high fluid permeability, and sound and heat insulation. Currently, the most common techniques to obtain such porous matrices are gel or foam forming, followed by freeze drying or critical point drying, which are energy and time-consuming processes for solvent removal. In this work, we present a new methodology to produce cellulosic lightweight materials from eucalyptus pulp, using fibers partially hydrolyzed with sulfuric acid. This method is based on a drying step easily performed at mild temperatures in a convection oven and eliminates the need of more sophisticated drying techniques. In addition, the procedure does not require surfactants or special foam forming equipment. Micro-CT and FESEM analysis showed the formation of a porous and lightweight material (density as low as 0.15 g/cm3), where the fibers are randomly assembled in a 3D network with a few contact points. Mechanical testing reveled that foams have great performance under compressive strain, with high mechanical energy absorption (ca. 360 kJ/m3). This purely cellulosic material is suitable for the incorporation of particles or functional groups aiming a wide range of final applications.
中文翻译：
用桉木浆简单地制备纤维素轻质材料
纤维素泡沫和气凝胶由纤维素纤维和纳米结构制成，并显示出令人感兴趣的特性，例如极低的密度，高的流体渗透性以及隔音和隔热性能。当前，获得这种多孔基质的最常见技术是形成凝胶或泡沫，然后进行冷冻干燥或临界点干燥，这是去除溶剂的能量和费时的过程。在这项工作中，我们提出了一种新的方法，利用由硫酸部分水解的纤维，从桉树纸浆生产纤维素轻质材料。该方法基于容易在对流烘箱中在温和的温度下执行的干燥步骤，并且不需要更复杂的干燥技术。另外，该程序不需要表面活性剂或特殊的泡沫形成设备。3），其中光纤是在具有几个接触点的3D网络中随机组装的。机械测试表明，泡沫在压缩应变下具有出色的性能，并具有较高的机械能吸收率（约360 kJ / m 3）。这种纯纤维素材料适合于结合各种目的的最终用途的颗粒或官能团。
更新日期：2018-09-12
中文翻译：
用桉木浆简单地制备纤维素轻质材料
纤维素泡沫和气凝胶由纤维素纤维和纳米结构制成，并显示出令人感兴趣的特性，例如极低的密度，高的流体渗透性以及隔音和隔热性能。当前，获得这种多孔基质的最常见技术是形成凝胶或泡沫，然后进行冷冻干燥或临界点干燥，这是去除溶剂的能量和费时的过程。在这项工作中，我们提出了一种新的方法，利用由硫酸部分水解的纤维，从桉树纸浆生产纤维素轻质材料。该方法基于容易在对流烘箱中在温和的温度下执行的干燥步骤，并且不需要更复杂的干燥技术。另外，该程序不需要表面活性剂或特殊的泡沫形成设备。3），其中光纤是在具有几个接触点的3D网络中随机组装的。机械测试表明，泡沫在压缩应变下具有出色的性能，并具有较高的机械能吸收率（约360 kJ / m 3）。这种纯纤维素材料适合于结合各种目的的最终用途的颗粒或官能团。
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