With the growing impact of climate change on both political decisions and how companies develop their products, it is increasingly important to find environmentally friendly alternatives to fossil-based materials. One of the more interesting materials in this respect is cellulose, which is the world's most naturally occurring polymer and can be used in a variety of applications. One way to modify the fibers and to change their properties is to use a method called Layer-by-Layer (LbL) treatment where two polymers of opposite charge are alternately adsorbed to the fiber surface. Another possibility is to oxidize the cellulose in the fibers to obtain a higher charge. This means that the fibers can adsorb a higher amount of cationic additives and that the fibers swell more which means that they are plasticized and can create stronger joints between the fiber surfaces in the dry state, which results in stronger dry fiber networks. However, wood-based fibers are small and inhomogeneous, both chemically and morphologically, which means that it is necessary to use model systems to be able to clarify, in detail, how treated and untreated surfaces interact with each other at a molecular level. One model system that can be used to investigate how cellulose fibers are affected by coating using the LbL method is to use spherical beads made from regenerated cellulose. In the present work, these beads were treated with polyallylamine hydrochloride (PAH) and hylauronic acid (HA) as well as with PAH and alginate (Alg) before being allowed to dry together and then subjected to tensile testing to clarify the adhesion between the surfaces. The beads were treated with five and ten bi-layers of these polymers, respectively, and then dried together on an AKD-coated surface, to avoid adhesion to the underlying surface, to examine the adhesion between the beads. The adhesion increased when treated with LbL and became higher upon adsorption of multiple layers of polyelectrolytes and the Alg / PAH system showed the greatest increase. Ten-layer samples of Alg / PAH were also tested after a solution of calcium chloride was added during drying, resulting in poorer adhesion between the beads. / Med klimatfrågans växande inverkan på både politiska beslut och hur företagen utvecklar sina produkter så läggs det allt större vikt vid att hitta miljövänliga alternativ till fossilbaserade material. Ett av de mer intressanta materialen är cellulosa vilket är världens mest naturligt förekommande polymer och som kan användas i en rad olika tillämpningar. Ett sätt att modifiera fibrerna och att ändra deras egenskaper är att använda sig av en metod som kalls Layer-by-layer (LbL) behandling där två polymerer mot motsatt laddning växelvis adsorberas till fiberytan. En annan möjlighet är att oxidera cellulosan i fibrerna så att de erhåller de en högre laddning. Detta innebär dels att fibrerna kan adsorbera en högre mängd katjoniska tillsatskemikalier samt att fibrerna sväller mera vilket innebär att de plasticeras och kan skapa starkare fogar mellan fiberytorna i torrt tillstånd vilket resulterar i starkare torra fibernätverk. Vedbaserade fibrer är dock små och inhomogena såväl kemiskt som morfologiskt vilket innebär att det är nödvändigt att använda modellsystem för att kunna klarlägga, i detalj, hur behandlade och icke behandlade ytor växelverkar med varandra på en molekylär nivå. Ett modellsystem som kan användas för att undersöka hur cellulosafibrer påverkas av att beläggas med hjälp av LbL metoden är att använda sig av sfäriska kulor tillverkade från regenererad cellulosa. I föreliggande arbete behandlades dessa kulor med polyallylaminhydroklorid (PAH) och hylauronsyra (HA) samt med PAH och alginat (Alg) innan de tilläts torka ihop och därefter utsattes för dragprovning för att klarlägga adhesionen mellan ytorna. Kulorna behandlades med fem respektive tio bilager av dessa polymerer och torkades sedan ihop på en AKD-belagd yta, för att undvika adhesion till den underliggande ytan, för att undersöka adhesionen mellan kulorna. Adhesionen ökade när de behandlades med LbL och blev högre vid adsorption av flera lager polyelektrolyter och systemet med Alg/PAH resulterade i den största ökningen. Prover med tio lager av Alg/PAH testades även efter att en lösning av kalciumklorid tillsattes under torkningen vilket resulterade i en sämre adhesion mellan kulorna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-276412 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Källgren, Rasmus |
| 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 |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2020:038 |
Page generated in 0.0025 seconds