Biokompozyty chitozanu z nanometryczną celulozą modyfikowaną kwasem dikarboksylowym

Nanometryczną celulozę o dwóch odmianach polimorficznych (CNC I i CNC II), otrzymaną przy użyciu enzymów pochodzących od szczepu bakteryjnego Ochrobactrum anthropi, poddano modyfikacji kwasem pimelinowym. Badania szerokokątowej dyfraktometrii rentgenowskiej (WAXS) oraz spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) pozwoliły potwierdzić efektywność odpowiednio konwersji polimorficznej oraz modyfikacji chemicznej materiałów celulozowych. Wszystkie uzyskane napełniacze wykorzystano do wytworzenia kompozytów z chitozanem, które następnie poddano badaniom mechanicznym. Na podstawie zarejestrowanych krzywych rozciągania wyznaczono parametry cech wytrzymałościowych. Otrzymane kompozyty charakteryzowały się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi. Zawartość 1% zmodyfikowanej CNC I okazała się być najefektywniejsza pod kątem zwiększania wartości modułu Younga oraz naprężenia maksymalnego przy zerwaniu. Zastosowanie modyfikacji chemicznej napełniaczy celulozowych za pomocą kwasu pimelinowego okazało się skuteczne wyłącznie dla materiałów o odmianie polimorficznej celulozy I.

Nanometric celluloses of two polymorphic forms (CNC I and CNC II), obtained using the enzymes coming from Ochrobactrum anthropi bacteria, were chemically modified with pimelic acid. Wide angle X-ray scattering (WAXS) and infrared spectroscopy (FTIR) methods were used to confirm, respectively, supermolecular and chemical structures of cellulosic materials. After characterization nanometric celluloses, both modified and unmodified, were used as fillers for chitosan matrix. The obtained chitosan/nanometric cellulose composites were subjected to tensile tests. Based on the resultant tensile curves, the mechanical parameters were calculated. All the tested composites were characterized with good mechanical properties. However, in terms of Young’s modulus and tensile strength enhancement, addition of 1% of modified CNC I turned out to be optimal. Chemical modification of nanometric cellulose with pimelic acid was found to be effective only for materials with polymorphic form of cellulose I.