There are numerous advantages of replacing traditional non-biodegradable synthetic plastics with bio-based plastics. Starch is globally available, cheap, renewable, and biodegradable. However, starch has a poor product performance and is relatively difficult to process, as conventional melt processing techniques cannot be used. By introducing thermoplastic properties to starch, the mechanical properties and processability can be enhanced. The aim of the project was to modify starch and give it thermoplastic properties. The implementation of this included various experiments, where aromatic, cyclic and aliphatic side groups were added to the biopolymer. The effect of the different side groups provided valuable insight into how the material properties changed. Subsequently, the thermoplastic properties of the modified starch were analyzed by different analytical methods, including Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). In conclusion, the TGA showed lower thermal stability in the functionalized starch compared to native starch. Some indications of thermoplastic behavior were observed from the DSC. Trade-off between functionality and thermostability needs to be overlooked when aiming to increase thermoplastic behavior and future work should explore TEMPO oxidation, to obtain better results from the TGA. / Det finns många fördelar med att ersätta traditionella, icke-biologiskt nedbrytbara syntetiska plaster med biobaserade plaster. Stärkelse är globalt tillgängligt, billigt, förnybart och nedbrytbart. I nuläget har stärkelse dock en bristande produktprestanda och är relativt svår att bearbeta eftersom konventionella smält bearbetningstekniker inte kan användas. Genom att ge stärkelse termoplastiska egenskaper kan man förbättra de mekaniska egenskaperna och bearbetbarheten. Syftet med projektet var därför att modifiera stärkelse och introducera termoplastiska egenskaper. Genomförandet av detta innefattade flera olika experiment där aromatiska, cykliska och alifatiska sidogrupper tillsattes till stärkelsen. Effekten av de olika sidogrupperna gav värdefull insikt i hur materialegenskaperna förändrades. Därefter analyserades de termoplastiska egenskaperna hos den modifierade stärkelsen med olika analytiska metoder, inklusive Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA) och Differential Scanning Calorimetry (DSC). Slutsatsen var att TGA visade en lägre termisk stabilitet hos den funktionaliserade stärkelsen jämfört med i den naturliga stärkelsen samt att vissa indikationer på termoplastiskt beteende observerades med hjälp av DSC analysen. En avvägning mellan funktionalitet och termisk stabilitet bör tas i beaktande i strävandet efter att öka termoplastiskt beteende. Framtida arbete inom ämnet rekommenderas att utforska TEMPO-oxidation för att uppnå bättre resultat från TGA.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-331271 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Hallbert, Emma, Wadman, Elsa |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| 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 |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:144 |
Page generated in 0.0021 seconds