Functionalization of Cellulose Nanocrystals Powder by Non-Thermal Atmospheric-Pressure Plasmas
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Despite promising characteristics such as the biodegradability and the environmentally-benign nature of cellulose nanocrystal (CNC) based composites, their poor dispersion and agglomeration in thermoplastic matrix during the melting process is a “bottleneck” in the development of these composites. In this work, a cylindrical atmospheric pressure dielectric barrier discharge (AP-DBD) was employed to functionalize CNCs to reduce their surface hydrophilicity and improve their dispersion in polar organic solvents. Three different gas mixtures were used for plasma treatment, argon/methane, argon/silane and an argon/methane followed by argon/silane. In all cases, the plasma treatment was conducted below 90°C as determined from optical emission spectroscopy (OES) analysis. The x-ray diffraction (XRD) analysis of both raw and plasma treated CNC powders confirms that the CNC crystallographic properties remain unchanged after plasma treatment. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis reveal the presence of hydrophobic C-Hx moieties on the CNC granular surface after argon/methane plasma treatment whereas SiHx, Si-O-Si, SiC bonds were formed after argon/silane plasma treatment. Under these experimental conditions, water wettability tests reveal some significant water repellency of the naturally hydrophilic cellulosic raw material. Moreover, the formation the SiHx moieties in silane-treated CNCs clearly enhances the hydrophobicity of the CNC powder in contrast to the sole C-Hx moieties synthetized by argon/methane plasma. High-resolution SEM images indicate the presence of agglomerated granules with 5-10 µm diameters in size. The surface functionalities of CNC powder enhance its dispersibility in polar solvents. Overall, this study emphasizes that AP-DBDs are suitable to process thermo-sensitive CNCs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».