Using and finding applications from biomass is and will continue to be an important subject forresearch, and biomass from trees, has shown several outstanding aspects other than just for the pulpand paper applications. It is now, more than ever, time to find efficient uses for all the woodcomponents, in particular, the hemicelluloses. The hemicelluloses account for approximately onethirdof a dry composition of lignocellulosic wood biomasses. Of these hemicelluloses, xylan is themost abundant in many plants, particularly in hardwood. As for the Swedish forestry, xylan frombirch is considered as one of the most promising resources for the future.This thesis investigates the impact of acetylation of xylan on some properties such as solubility,thermal stability and film formation. Films were prepared using the non- and acetylated xylan withaddition of different plasticizers (glycerol, sorbitol and xylitol).Alkali-soluble birch xylan (ASX), obtained by ethanol/toluene extraction and sodium chloritedelignification of the wood sawdust followed by potassium hydroxide extraction of the obtainedholocellulose, and commercial xylan (CX) were acetylated to different degree of substitution withacetyl groups (DSAc), using acetic anhydride in dimethyl sulfoxide (DMSO) and 1-methylimidazole(NMI). Films were prepared by suspending non-acetylated xylan in water (H2O) and adding differentpercentages of plasticizers (20 and 40%) or by suspending acetylated xylan in chloroform (CHCl3).Characterizations of the non- and acetylated polymer (AcASX and AcCX) and films were conducted inorder to determine thermal and mechanical properties.CX and ASX presented different reactivity leading to different behaviour during acetylation and sodifferent DSAc. The thermal stability has been improved for both ASX and CX following the increase ofthe DSAc. Concerning film formation, ASX showed a great ability to form films through casting with orwithout plasticizers while it was impossible to obtain any films using only CX. For AcASX and AcCX thefilm formation using chloroform was depending on the DSAc and the dispersability in the solvent. Allthe films obtained have been mechanically and thermally tested. Best results for the mechanicaltests were obtained with 40% plasticizers with creation of a plastic behaviour and improvement ofthe flexibility. Thermally speaking, the thermal stability gained through acetylation of the samples islost by film casting, and use of plasticizers reduced the thermal stability as a new component wasadded to the composition. / Att använda och hitta tillämpningar från biomassa är och kommer att fortsätta att vara ett viktigtämne för forskning, och biomassa från träd har visat flera goda aspekter annat än bara för massaochpappersapplikationer. Det är hög tid att hitta effektiva användningar för alla träkomponenter, isynnerhet hemicelluloserna. Hemicelluloserna står för ungefär en tredjedel av en torrsammansättning av lignocellulosa. Av dessa hemicellulosor är xylan den vanligaste i många växter,särskilt i lövträ. När det gäller det svenska skogsbruket anses xylan från björk vara en av de mestlovande resurserna för framtiden.Denna avhandling undersöker effekterna av acetylering av xylan på vissa egenskaper, såsomlöslighet, termisk stabilitet och filmbildning. Filmer framställdes med användning av den icke-ochacetylerade xylanen med tillsats av olika mjukningsmedel (glycerol, sorbitol och xylitol).Alkalöslöslig björkxylan (ASX), erhållen genom etanol / toluenutvinning och natriumkloritfördelningav träsågspån följt av kaliumhydroxidutvinning av erhållen holocellulosa och kommersiell xylan (CX)acetylerades till olika grad av substitution med acetylgrupper (DSAc), med användning avättiksyraanhydrid i dimetylsulfoxid (DMSO) och 1-metylimidazol (NMI). Filmer framställdes genom attsuspendera icke-acetylerad xylan i vatten (H2O) och tillsätta olika procentdelar mjukningsmedel (20och 40%) eller genom att suspendera acetylerad xylan i kloroform (CHCI3). Karakteriseringar av denicke-och acetylerade polymeren (AcASX och AcCX) och filmer utfördes för bestämning av te rmiskaoch mekaniska egenskaper.CX och ASX presenterade olika reaktivitet vilket ledde till olika beteenden under acetylering och såolika DSAc. Den termiska stabiliteten har förbättrats för både ASX och CX efter ökningen av DSAc. Närdet gäller filmbildning uppvisade ASX en stor förmåga att bilda filmer genom gjutning med eller utanmjukningsmedel medan det var omöjligt att erhålla några filmer med endast CX. För AcASX och AcCXvar filmbildningen med användning av kloroform beroende av DSAc och dispergerbarheten ilösningsmedlet. Alla filmer som erhållits har testats mekaniskt och termiskt. Bästa resultat för demekaniska testerna erhölls med 40% mjukningsmedel med skapandet av ett plastiskt beteende ochförbättring av flexibiliteten. Termiskt sett förloras den termiska stabiliteten som erhållits genomacetylering av proverna genom filmgjutning, och användning av mjukningsmedel reducerade dentermiska stabiliteten som en ny komponent tillsattes till kompositionen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-231417 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Marchand, Célia |
| 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 |
Page generated in 0.0114 seconds