Eco-friendly Holocellulose Materials for Mechanical Performance and Optical Transmittance

Tid: Ti 2019-11-19 kl 10.00

Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm (English)

Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap

Respondent: Xuan Yang , Fiber- och polymerteknologi, Wallenberg Wood Science Center, KTH Royal institute of technology

Opponent: Associate professor Eero Kontturi,

Handledare: Professor Lars Berglund, Farkost och flyg, Fiber- och polymerteknologi, VinnExcellens Centrum BiMaC Innovation, Biokompositer, Wallenberg Wood Science Center

Abstract

Cellulosa-baserade material från förnyelsebar råvara kan fungera som ersättning för fossilbaserade plaster. Den utvecklingen skulle underlättas av förbättrade mekaniska egenskaper, optisk transparens och förbättrad miljövänlig profil (återvinning, koldioxidutsläpp, energiåtgång). Material från holocellulosa analyseras, och relationer mellan process, struktur och egenskaper diskuteras.

Mild delignifiering används för att framställa ramie-fibrer, holocellulosa-fibrer från gran och nanofibriller från holocellulosa. Kemisk sammansättning, molekylvikt, kristallinitet, fiberlängd och diameter, och hållfasthet hos enskilda fibrer studeras. Med hjälp av formpressning, framställs olika typer av material baserade på fibernätverk. Det innefattar pappers-strukturer med 50% porositet, formpressade fibrer, och nanopapper. Biokompositer framställs genom impregnering med metylmetakrylat och polymerisering i närvaro av ett förstärkande nätverk av holocellulosa-fibrer.

Fiberorientering kvantifieras med 2D röntgenspridning, mekaniska egenskaper mäts genom enaxliga dragprov och optiska egenskaper mäts genom att använda en integrerande sfär. Material från holocellulosa har mycket bättre egenskaper än motsvarande material baserade på blekta fibrer från kraft-processen. Starka effekter från struktur på molekylär, nano och mikroskala diskuteras och analyseras i arbetet.

För nanofibriller från holocellulosa undersöks kolloidal stabilitet, återdispergering, ytmodifiering och dessutom återvinning och tredimensionell formning av pappersliknande strukturer. Miljövänliga attribut inkluderar högt fiberutbyte, minskat behov av kemisk modifiering och mycket goda återvinnings-prestanda. Förbättrad prestanda hos holocellulosa-material jämfört med kraft-fibrer, beror på effekter från välbevarad cellulosa, och hemicellulosa, liksom strukturell homogenitet på molekylär, nano och fiberskala.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-262895

Innehållsansvarig:Sabina Fabrizi
Tillhör: CBH
Senast ändrad: 2019-10-23