Smörjmedel är en nödvändighet för maskiner för att minska slitage och energiförbrukning. Dock är över 95% av de använda smörjmedlen i dag fossilbaserade. Smörjmedel baserade på vegetabiliska oljor finns tillgängliga men har ofta en lägre oxidativ stabilitet och sämre lågtemperaturegenskaper än deras fossilbaserade motsvarigheter. Ett annat hinder att övervinna är att ersätta vanligt använda förtjockningsmedel i halvfast smörjmedel med biobaserat alternativ vilket också visat sig vara en utmanande uppgift. Representanter för marina biomassa som mikro- och makroalger har potential att användas i framtiden som förnybar råvara källor på grund av deras kemiska sammansättningar såväl som gynnsamma odlingsförhållanden. Mikroalger har ett högt lipidinnehåll och vissa arter har ett högt innehåll av kolväten som liknar råolja. Makroalger har ett högt innehåll av polysackarider med en förtjockningsförmåga i vatten. Även om mikroalger innehåller lovande kolväten och lipider som kan användas i smörjmedelsapplikationer är det idag inte ekonomiskt möjligt att använda mikroalger för att producera produkter med lågt värde. Även makroalger är för kostsamma att kultivera för billiga produkter, För att kunna använda polysackarider som tillsatser i olja måste de vara mer hydrofoba. I denna studie oxiderades alginat först i en ringöppningsreaktion, för att senare reduceras i en Schiff-basformation och reduktion till en mer amfifil polysackarid. Resultaten visade en hög nedbrytning av polysackariden både i oxidationsreaktionen och i reduktionsreaktionen, från en startmolekylvikt av 580 000 g/mol till ~ 10 000 g/mol. Etanol kunde användas i oxidationsreaktionen för att öka den möjliga alginatkoncentrationen. Både FTIR- och 1H-NMR-resultaten indikerade en lyckad oxidation och reduktion. Framtida arbete involverar inblandning av det hydrofobt modifierade alginatet i en basolja och utvärdering av effekten av den erhållna biobaserade basoljekomponenten på oljeegenskaperna, till exempelökning av viskositeten, oxidationsstabilitet och förtjockningsbeteenden. / Lubricants are a necessity for machineries in order to reduce friction and wear. However, over 95% of the lubricants used today are fossil-based. Vegetable oil-based lubricants are available but often possess lower oxidative stability and poorer low temperature properties than their fossil-based counterparts. Vegetable oils are therefore not a perfect solution to reduce crude oil usage. Another obstacle to overcome would be a replacement of commonly used thickeners in semisolid lubricants with bio-based alternative, which has proven to be a challenging task. Marine biomass representatives such as micro-and macroalgae have the potential to be used in the future as renewable feedstock sources due to their chemical compositions as well as beneficial cultivation conditions such as usage of non-arable land and saltwater. Microalgae have a high lipid content, and in some species a high content of hydrocarbons similar to crude oil. Macroalgae have a high content of polysaccharides, some with gelling abilities. Even though microalgae contain promising hydrocarbons and lipids that can be used in lubricant applications, it is currently not economically feasible to use microalgae to produce low valueproducts. Macroalgae are also too expensive to cultivate to be used in low price products. In order to use polysaccharides as additives in oil, they need to be more amphiphilic. In this study, alginate, derived from brown seaweed, was first oxidized in a ring opening reaction to later be reduced in a Schiff base formation and reduction to introduce more hydrophobic side groups. The results revealed a severe degradation of the polysaccharide both in the oxidation and in the reduction reaction, from a starting molecular weight of 580 000 g/mol to ~ 10 000 g/mol. Ethanol was proved to be a suitable solvent in the oxidation reaction which increased the possible alginate concentration. Both FTIR and 1H-NMR results indicated a successful oxidation and reduction. Future work involves incorporation of the hydrophobically modified alginate in a base oil and evaluation of the presence of the obtained bio-based base oil component on the oil properties, for example viscosity increase, oxidation stability and thickening behaviors.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-279335 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Sjöhag, Elin |
| Publisher | KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH) |
| 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 ; 2020:209 |
Page generated in 0.003 seconds