The market is in great need of more environmentally friendly alternatives to fossil-based composite materials to obtain a more sustainable future. Lignin is the second most common biopolymer and is a byproduct in the pulping and paper industry. Fractionation of lignin has made it possible to receive lignin with narrow dispersity and low molecular weight, which is suitable for further applications. Modification of lignin structure yields new reactive sites that can be tailored for specific needs. Because of the aromatic structure of lignin, it is a promising renewable resource for production of thermosets. In this project Kraft lignin is sequentially solvent-fractionated and modified in an allylation process with allyl chloride. The allylated lignin is reacted with a cross-linking agent and used to impregnate carbon fibre mats. The resin-coated material is then cured at 125 oC to achieve a composite material. The project also encompasses characterization of the chemical structure of lignin in the different fractions. The morphology and adhesive properties of the lignin as well as the carbon fibres and the composite material was investigated. Although the production of composite material from lignin and carbon fibres were accomplished, bubble formation in the resin was a problem for all composite samples that were prepared, whether it was during solvent evaporation or during curing. By performing the addition of resin to carbon fibre mats in multiple steps, where pressure is added after the first applied layer, it is suggested that complete adhesion to the carbon fibre can be achieved, whilst maintaining adequate resin to carbon fibre ratio. / Marknaden är i stort behov av mer miljövänliga alternativ till fossilbaserade kompositmaterial för att kunna erhålla en mer hållbar framtid. Lignin är den näst vanligaste aromatiska biopolymeren och framställs som en biprodukt i pappersindustrin. Fraktionering av lignin har gjort det möjligt att erhålla lignin med låg dispersitet och molekylvikt vilket är lämpligt för vidare applikationer. Modifiering av lignins struktur ger upphov till nya reaktiva grupper som kan anpassas för ens behov. Den aromatiska strukturen som lignin besitter resulterar i en lovande förnybar resurs för produktion av härdplast. I detta projekt är Kraft lignin sekventiellt fraktionerat med lösningsmedel och modifierat med hjälp av en allyleringsprocess i närvaro av allylklorid. Det allylerade ligninet reagerar med en tvärbindare och används vidare för att impregnera kolfiber. De impregnerade kolfibermattorna härdades i ugn vid 125 oC för att erhålla kompositmaterial. Projektet omfattar även karaktärisering av den kemiska strukturen i lignin från de olika fraktionerna. Morfologin och vidhäftningsförmåga av lignin, kolfiber och likaså kompositmaterialet undersöktes. Ett kompositmaterial bestående av kolfiber och lignin erhölls med framgång under projektets gång, dock var bubbelbildning ett stort problem under förångningen av lösningsmedel och även under härdningsprocessen. Addition av harts till kolfibermattorna i flera steg, där tryck är adderat efter det första lagret har blivit applicerat, anses vara en lovande metod för att en hög vidhäftningsgrad ska kunna erhållas. Detta medan ett adekvat förhållande mellan harts och kolfiber upprätthålls.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-305617 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Al Husseinat, Ali, Persson, Emma, Carlhamn Rasmussen, Ran, Rynkiewicz, Filip |
| Publisher | KTH, Kemiteknik |
| 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 ; 2021:250 |
Page generated in 0.0021 seconds