L ỜI NÓI ĐẦ U
I.4.3 Cấu trúc vis ợi xenlulo
Đầu những năm 1980, một hình thái xenlulo mới được phát triển bởi Turbak và các cộng sự và được gọi là vi sợi xenlulo (microfibrillated cellulose thường được viết tắt là MFC). Đây là một cấu trúc mới giúp mở rộng lĩnh vực
rất lớn. Mỗi sợi đơn là một bó của các vi sợi xenlulo, đường kính của các vi sợi khoảng 4nm [15].
Vi sợi xenlulo là tập hợp của các mạch dài xenlulo tinh thể có hệ số giãn nở
nhiệt nhỏ cỡ 1×10-3 ppm, tương đương với hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh [16]. Trong vi sợi các mạch xenlulo được sắp xếp thẳng hàng và song song với trục của vi sợi. Cấu trúc này tạo cho vi sợi có tính chất cơ học đạt gần với giới hạn lý thuyết của xenlulo [15]. Vi sợi là một bó xoắn dài các phân tử được gia cố bằng các liên kết ngang hydro giữa các nhóm chức hydroxyl của các phân tử gần kề
[17]. Sự sắp xếp các phân tử trong vi sợi tuân theo một quy tắc chặt chẽ. Do vậy trên biểu đồ nhiễu xạ tia X, xenlulo thể hiện là một tinh thể.
Cấu trúc của xenlulo trong các sợi như sau [12]:
Chú dẫn A) Bề mặt được kết tụ ở mức độ cao. B) Bề mặt lệch mạng.
C) Bề mặt biến dạng xoắn và vùng xoắn.
Theo mô tả ở trên, một bó sợi bao gồm nhiều sợi đơn, mỗi sợi đơn có
đường kính khoảng 20±10 nm và bao gồm từ 32-72 vi sợi. Mỗi vi sợi có đường kính khoảng 4 nm và có từ 30 - 40 mạch xenlulo hợp thành [12].
Theo một tài liệu tham khảo khác, cấu trúc của vi sợi xenlulo nằm trong sợi
đơn được mô tả như sau:
Hình 4: Cấu trúc của vi sợi xenlulo
Sự liên kết giữa các vi sợi có được là nhờ thành phần pectin và hemixenlulo nằm xen kẽ với nhau trong sợi đơn (macrofibril). Hai thành phần pectin và hemixenlulo có vai trò như một chất kết dính giữa các vi sợi. Liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl gần kề trong các mạch xenlulo đã tạo nên sự bền vững cho các vi sợi. Vậy để tách vi sợi cần có sự hòa tan và thủy phân các chất
liên kết là pectin và hemixenlulo bằng cách kết hợp giữa xử lý hóa học và cơ học [13].