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Cellulose drying method selection based on structure and property changes
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DOI：10.1007/s10570-026-07206-w.png)
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摘要
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纤维素及其衍生物的结构和功能完整性极易受到脱水过程的影响。本研究全面评估了六种代表性干燥方法（TBA冷冻干燥（T）、超临界CO₂干燥（S）、冷冻干燥（F）、真空干燥（V）、烘箱干燥（O）和微波干燥（M））对高纯度细菌纤维素（BC）水凝胶的影响。多模态表征显示，非热方法（T、S、F）能保持与原始BC水凝胶相似的宏观尺寸，并保留显微镜下可见的含互连孔隙的纤维网络结构，同时避免了严重的毛细应力诱导坍塌；它们保持相对较低的结晶度（53.5%～65.6%）和随机取向的晶粒。热干燥方法（V、O、M）因界面张力和热降解导致结构坍塌、孔隙收缩和广泛的纤维素链断裂，伴随显著升高的结晶度（87.2%～90.3%）和（100）晶格平面的明显择优取向。TBA冷冻干燥获得干燥BC具有最高的比表面积（79.31 m²/g）和最均匀的孔隙，而冷冻干燥最佳地保留了聚合度（1146）。微波干燥导致灾难性的聚合度损失（降至291）和极低的再水化能力。通过再生纤维素纤维（RCFs）展示了其对下游性能的影响：来自TBA冷冻干燥BC的RCFs表现出最高的拉伸强度（252 MPa），而来自冷冻干燥BC的RCFs则显示出优异的韧性（50.7 MJ/m³）。本研究强调了干燥方法对BC性能的深远影响，并为根据应用特定需求选择合适的干燥策略提供了实用指导。
Keyword:
Bacterial cellulose
Freeze-drying
TBA freeze-drying
Supercritical CO₂-drying
Vacuum drying
Oven drying
Microwave drying
期刊
IF:
4.8
论文数:
8.5K
被引数:
3.4W
机构
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