Nanocellulose is a sustainable material and has shown interesting properties in various applications. One such application is Pickering emulsion, where the nanocellulose stabilizes the oil and water interface. Thus, this project aimed to evaluate a new type of nanocellulose, cellulose oxalate (COX), derived from different sources, dissolving pulp and bark, as a potential emulsifier. The properties of the nanocellulose, such as the chemical composition, morphology, aspect ratio, viscosity, and surface tension, are analyzed to determine how it affects the Pickering emulsion. Pectin has reported having emulsifying properties. Therefore, pectin derived from the bark was also studied as a potential emulsifier. The emulsion capacity and emulsion stability of the Pickering emulsion were estimated. Additionally, the emulsions were observed and visualized in an optical microscope, and it showed that all Pickering emulsions were successful. The COX and pectin particles were successfully adsorbed at the interface to form individual droplets which were stable enough not to coalescence. With the images from AFM, the aspect ratio and morphology of the particles were measured. COX pulp had an average width of 5.5 nm and an average length of 372 nm. COX bark had an average width of 3.9 nm and an average length of 257 nm. Notably, COX pulp does have a slightly higher aspect ratio than COX bark. DLS was another way the particle size was measured. However, it was not a suitable technique because both COX did indicate a relatively polydisperse system and are therefore not suitable to be measured by DLS. Furthermore, the viscosity of the COX pulp and COX bark suspensions were measured with an Ubbelohde capillary viscometer which was not an ideal method because the COX suspensions were too thick and gel-like for the instrument and got clogged constantly. As expected, the surface tension decreased steadily, more so for COX pulp than COX bark with increasing concentration. Then again, this means that COX has a hydrophobic property that does reduce the surface tension of water. Lastly, the carbohydrate analysis did indicate that both COX do have a high amount of glucose. Moreover, both COX did also show a significant amount of other components. Overall, this study does conclude that COX pulp, COX bark, and pectin did stabilize the Pickering emulsion to some degree, despite being inconsistent and can therefore be considered effective emulsifiers. / Nanocellulosa är ett hållbart material som har visat intressanta egenskaper i olika applikationer. En specifik applikation är Pickering emulsion, där nanocellulosan stabiliserar gränsytan mellan olje-och vatten fasen. Därav var syftet med detta projekt att utvärdera en ny typ av nanocellulosa, cellulosaoxalat (COX) producerad från olika källor såsom förhandlad pappersmassa och bark som ett potentiellt emulgeringsmedel. De olika egenskaperna hos nanocellulosan dvs. den kemiska sammansättningen, morfologin, partikelstorlek, viskositet och ytspänning undersöktes för att bestämma hur de påverkar Pickering emulsionen. Pektin har också rapporterats att ha emulgerande egenskaper. Därför studerades även pektin producerad från bark som ett potentiellt emulgeringsmedel. Emulsionskapaciteten och emulsionsstabiliteten hos Pickering emulsionen uppskattades. Dessutom observerades och visualiserades emulsionerna i ett optiskt mikroskop som visade att alla Pickering emulsioner var successiva. Det innebär att COX- och pektinpartiklarna adsorberades successivt vid gränsytan för att bilda individuella droppar som var stabila nog att inte koalescensera. Med hjälp av bilderna från AFM mättes storleken på partiklarna och dess morfologi bestämdes. COX-massa hade en genomsnittlig bredd på 5,5 nm en medellängd på 372 nm. COX-bark hade en genomsnittlig bredd på 3,9 nm och en medellängd på 257 nm. Från resultatet, kan det noteras att COX-massa har något större partikelstorlek är COX-bark. DLS var ett annat sätt att mäta partikelstorleken. Dock, var det inte en lämplig teknik eftersom både COX-massa och COX-bark visade ett relativt polydisperst system och är därav inte lämplig att mättas i DLS. Vidare så mättes viskositeten för COX-massa och COX-bark med en Ubbelohde kapillärviskometer, vilket inte heller var en idealisk metod att mäta med eftersom COX lösningen var för tjock och gel-liknande och täppte till instrumentet. Däremot, som förväntad minskades ytspänningen stadigt med ökande koncentration. Detta var mer tydligt hos COX- massa än COX-bark. Oavsett så betyder det att COX har en hydrofob egenskap som minskar ytspänningen hos vatten. Sist men inte minst så indikerade kemiska sammansättningsanalysen att båda COX har en stor mängd glukos. De har även en betydande mängd av andra komponenter. Sammantaget drar denna studie slutsatsen att COX-massa, COX-bark och pektin stabiliserade Pickering emulsionen till en viss del relativt väl, trots att det var inkonsekvent så anses de vara effektiva emulsionsmedel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-309760 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Hussain, Semonti |
| Publisher | KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0031 seconds