Potential uses of N-methylmorpholine N-oxide for the treatment of agricultural waste biomass/N-metüülmorfoliin-n-oksiidi kasutamise võimalikkusest põllumajandusjäätmete biomassi töötlemisel

Lignocellulosic fibers have been used in polymer composites for a long time but their treatment process is still challenging due to insufficient efficiency and environmental impact. This research analyses the influence of N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) on the structure and properties of three types of lignocellulosic fibers--sweet clover (SCS), buckwheat (BS) and rapeseed straws (RS). The fibers were treated with an NMMO solution at 90 [degrees]C for different periods of time (80 min, 180 min, 300 min and 30 h). It was detected that after treatment in a dilute NMMO solution, non-cellulosic substances were removed, the morphology and aspect ratio were affected and the fibers were characterized by higher thermal stability. However, the results show that before using NMMO for the production of microfibers, additional research on the pretreatment process will be necessary because an insufficient aspect ratio value and surface morphology were obtained. The current research shows that it is not economically feasible to process fibers using NMMO for the production of reinforcement for polymer composites. Keywords: NMMO, buckwheat straw, rapeseed straw, sweet clover straw, lignocellulosic fiber. Agnese Abele, Ritvars Berzin?, Rita Berzina, Remo Merijs-Meri, Madara ?iganova ja Janis Zicans Lignotselluloosi kiude on polümeerkomposiitmaterjalides kasutatud pikka aega, kuid nende töötlemisprotsess on vähese efektiivsuse ja suure keskkonnamõju tõttu endiselt keeruline. Uurimistöö tutvustab n-metüülmorfoliin-n-oksiidi (NMMO) mõju kolme tüüpi lignotselluloosi kiudude struktuurile ja omadustele. Lignotselluloosi kiududena kasutati mesika (SCS), tatra (BS) ja rapsi (RS) kiude, mis lisati NMMO lahusele 90 [degrees]C juures erinevaks ajaks: 80 min, 180 min, 300 min ja 30 h. Leiti, et pärast koagulatsiooni olid mittetselluloossed ained eemaldatud, mis mõjutas ka kiudude morfoloogiat ning omavahelist suhet. Analüüsiti kiudude (SCS, BS, RS) mikroskoopiat, infrapunaspektreid (FTIR) ning termogravimeetrilise analüüsi (TGA) tulemusi pärast NMMO lahuses töötlemist. Tulemused kinnitasid, et NMMO-l on märkimisväärne mõju kiudude termilisele stabiilsusele, kuna töötlemisprotsessi käigus eemaldatakse osa keemilistest ühenditest (ekstrakt, ligniin jt). Hinnati NMMO mõju kiudude mõõtmetele, nende suhtele, pinna morfoloogiale. Võttes arvesse, et NMMO töötlemisprotsess on klassikaliste puhastusmeetoditega, näiteks leelislahuses töötlemisega võrreldes aeganõudvam, on käesolevas uuringus