Studiens syfte var att undersöka vilken effekt cellulosakedjornas polymerisationsgrad (D.P.) har på styrkan i nanofibrillerad cellulosafilm (NFC-film). Detta är av intresse på grund av tidigare studier som indikerar att både filmstyrkan och töjningen hos NFC-film ökar med ett ökande D.P. hos materialet som NFC produceras ifrån, samt att starkare NFC-filmer önskas tas fram. En ökad styrka och töjning hos NFC-filmer är viktigt för att kunna utöka användningsområdet för filmen, t.ex. inom applikationer som beständiga displayers eller till förpackningar. I denna studie framställdes NFC system genom att först hydrolysera ett bomullsmaterial med högt D.P. till olika grader. Bomullen karboxymetylerades därefter för att sedan homogeniseras till NFC. Avslutningsvis, framställdes filmer baserade på de olika NFC systemen, vars mekaniska egenskaper undersöktes för att utvärdera effekten av D.P. Dragtesten som utfördes på filmerna visade på att dragindexet (TSI) var det som påverkades mest markant av D.P. variationen. Det tycktes finnas en kritisk gräns för D.P. ≤ 2600, under vilken styrkan sjunker medan en icke nämnvärd förändring av styrkan sker över gränsen. / The purpose of this study was to investigate the effect of the degree of polymerization (D.P.) of cellulose on the strength of nanofibrillated cellulose film (NFC-film). The interest to investigate this effect is based on earlier studies, which have shown results that indicate on an increasing strength and strain for the films with an increasing D.P. of the material from which the NFC is produced. The desire to produce stronger NFC-films is also a reason for the study. Both an increased strength and strain are desired in the NFC-films, because it would expand the possible use of the films, for example as displays and in packaging applications. In this study, the NFC systems were prepared by first hydrolyzing the cotton linters, which had a high D.P., to different degrees. Then the cotton systems were carboxymetylated and homogenized. Finally, the films were prepared from the different NFC systems, whose mechanical properties were studied to evaluate the effect of D.P. The tensile tests that were performed on the films showed that the tensile strength index (TSI) was most significantly affected by the D.P. variation. There seemed to be a critical limit for D.P. at ≤ 2600, below which the strength decreases while a non-significant change in strength occurred above.

I världens omvandling mot en bioekonomi kommer lignocellulosa material spela en stor roll i ersättningen av fossila resurser. Lignin är den mest tillgängliga källan av förnybara och naturligt förekommande aromatiska ämne och den utgör 15–30% av ved. Det lignin som är för nuvarande tillgängligt i marknaden är begränsat i sina appliceringar på grund av ämnets komplexa och outforskade kemisk struktur. I ett försök att bidra till ’lignin-först’ bioraffinaderi konceptet, undersöker detta arbete effekten av urea och karboxymetylering som förbehandlingsmetoder på utbyte av lignin såväl som de kemiska och fysiska egenskaperna av lignin. Karaktäriseringstekniker som Fourier-transform infra-red och nuclear magnetic resonance spectroscopy används för att analysera den kemiska strukturen av ligninet efter extraktion. Det resulterade i att båda förbehandlingsmetoder ökade utbytet av lignin med mellan 1% och 16%. Urea förbehandlingen hade ingen effekt på den kemiska strukturen av varken fibrer eller lignin. Men, karboxymetylering förbehandlingen ändrade i kemiska strukturen av lignin genom att lägga till karboxymetyl-grupper i både den alifatiska och den fenoliska regionen. Medans att öka förbehandlingstiden ökade utbyte i båda förbehandlingsmetoder, hade detta effekten att minska mängden kvantifierbara bindningar mellan enheterna för karboxymetylering förbehandlingen. Dessa diskuterade metoder har potential att användas i valorisering av lignin. / In the world’s transformation towards a bioeconomy, lignocellulosic biomass plays a key role as a substitute for fossil-based resources. Lignin is the most abundant source of renewable and naturally occurring aromatics and it constitutes 15-30% of lignocellulosic biomass. The technical lignin currently available on the market is limited in its applications because of its complex and poorly understood chemical structure. To contribute to the lignin-first biorefinery concept, this work investigates the effect of urea and carboxymethylation pretreatments on the yield as well as the chemical and physical properties of lignin. Characterization techniques such as Fourier-transform infra-red and nuclear magnetic resonance spectroscopy were utilized to analyze the molecular structure of the lignin product after extraction. It was shown that both pretreatment methods resulted in higher yields between 1% and 16%. The urea pretreatment had no effect on the chemical structure of the fibers nor the lignin. However, carboxymethylation altered the chemical structure of the lignin by adding carboxymethyl groups in both the aliphatic and phenolic regions. While increasing the pretreatment time increased the yield for both pretreatment methods, in the case of carboxymethylation it reduced the amount of quantifiable inter-unit linkages. Overall, the pretreatment methods discussed have potential use for lignin valorization.