Den vanligaste biopolymeren på jorden är cellulosa och det är ett viktigt material i utvecklingen mot ett hållbart samhälle. Cellulosan och dess egenskaper kan modifieras genom kemiska reaktioner. Reaktiviteten hos cellulosans OH-grupper är låg på grund av en tät kristallstruktur, men kan förbättras genom t.ex. svällning eller upplösning följt av utfällning. I det här projeket kommer cellulosa från tre källor, microkristallin cellulose (Avicel), lövedsmassa (björk och asp) och barrvedsmassa (tall och gran) att lösas upp i natriumhydroxid och sedan fällas ut med två olika syror och ett organiskt lösningsmedel. Syrorna som användes var ättiksyra och svavelsyra och det organiska lösningsmedlet var etanol. Därefter jämfördes utbytet av den utfällda cellulosan. Upplösning av Avicel 2.5 viktprocent gjordes i natriumhydroxid-lösning (10%) vid 5 oC och fälldes ut med de tre fällningsmedlen för att bestämma vilket som gav högst utbyte. Ättiksyra gav de bästa resultaten och användes i följande experiment på massa. Massornas löslighet var låg och den olösta massan var tvungen att separeras genom centrifugering innan utfällning av lösningen kunde göras. Hydrolys av massorna utfördes för att öka lösligheten och utfällningsutbytet. Upplösning av Avicel i kall natriumhydroxid och utfällning var framgångsrik. Utbytet vid utfällning med syror var högt. Det fanns ingen topp för maximalt utbyte när syrorna användes som antilösningsmedel, men etanol hade ett maximalt utbyte men lägre än för syrorna. Resultaten med massa var inte lika bra som för Avicel. De separerade olösta delarna var stora för båda massorna, men HW hade större del olöst material. Utbytet av fällning var lågt eftersom det fanns mindre cellulosa upplöst som kunde fällas ut. Hydrolysen av HW och SW var framgångsrik. Detta gjorde det möjligt att lösa upp och fälla ut mer cellulosa från massan. / Cellulose is the most abundant biopolymer on earth and is an important material in developing a sustainable society. The properties of cellulose can be modified by chemical treatment or reactions. The reactivity is fairly low in crystalline cellulose but can be increased if the dense crystal structure is disrupted by e.g. swelling or dissolution followed by precipitation. Dissolution of cellulose is difficult and this project aims to dissolve cellulose from three sources (Avicel and two sulfate pulps). One of the pulps had a tiny fraction of softwood and mostly birch and aspen, hardwood pulp (HW). The other of the pulps was made of pine and spruce, softwood pulp (SW). The raw materials were dissolved in sodium hydroxide (NaOH) and then precipitated with two acids and an anti-solvent (acetic acid (HOAc), sulfuric acid (H2SO4), or ethanol (EtOH)). The yields of the precipitated products were compared. Avicel 2.5 wt% was dissolved in NaOH solution (10%) at 5 oC and precipitated with the two acids and EtOH to determine the highest yield. HOAc gave the best results and was used in the following experiments on pulp. The solubility of pulps was low and the undissolved pulp had to be separated by centrifugation before precipitation of the solution. Hydrolyzation of the pulps was performed to increase the solubility and the precipitation yield. Dissolution of Avicel in cold NaOH and precipitation was successful. The yield at precipitation with acids was high. There was no peak of maximal yield when the acids were used to precipitate, but EtOH had a maximal yield but lower than for the acids. The results with pulp were not as good as for Avicel. The separated undissolved parts were big for both pulps, but HW was the worst. The yield of precipitation was low as there was less cellulose dissolved that could be precipitated. The hydrolysis of HW and SW was successful. This made it possible to dissolve and precipitate more cellulose from the pulp.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-347757 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Curman, Johan |
| Publisher | KTH, Träkemi och massateknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2024:044 |
Page generated in 0.002 seconds