Nanoselluloosan valmistuksessa käytettävät kemikaalit kuten liuottimet ovat usein kalliita ja hankalia valmistaa. Sen lisäksi ne ovat monesti myrkyllisiä eivätkä ole ympäristöystävällisiä. Tavoitteena oli tutkia, voisiko ympäristöystävällisemmillä syväeutektisilla liuoksilla, eli DES-liuoksilla, korvata nykyiset käytössä olevat kemikaalit.
Tässä työssä pyrittiin selvittämään, helpottaako DES-käsittely selluloosamassojen nanofibrillointia ja vaikuttaako se energiankulutukseen. Raaka-aineina työssä käytettiin kierrätyspahvia, valkaistua koivusellua ja maitopurkkia. Massat jauhettiin mekaanisesti Masuko-jauhimella ja massoista otettiin nollanäyte (M0), kaksi välinäytettä (M1, M2) ja fibrilloinnin jälkeinen näyte (M3). M1-näytettä jauhettiin 30 min ajan, M2-näytettä 60 min ajan ja M3-näytettä siihen asti, kun aine oli täysin jauhaantunut.
Näytteiden viskositeettia tutkittiin rotaatiometrisen viskositeettimittauksen sekä reometrin avulla. Näytteitä kuvattiin kolmenlaisella mikroskoopilla. Mikroskooppityypit olivat stereovalomikroskooppi, ja elektronimikroskoopit FeSEM ja TEM. Näytteiden fibrilloitumisen edistymistä jauhatuksissa tutkittiin viskositeetin kehittymisenä ja visuaalisina muutoksina erilaisten kuvantamisten avulla. Lisäksi tutkittiin jauhatuksessa syntyvän energiankulutuksen ero käsittelemättömien ja DES-käsiteltyjen näytteiden välillä.
Viskositeetti- ja mikroskopiakokeiden tulosten perusteella voidaan todeta DES-liuosten auttavan kaikkien tarkasteltavien raaka-aineiden nanofibrillointia. Suurimmat hyödyt saatiin MCB- ja Board-näytteissä ja BCP-näytteiden kohdalla DES-käsittely vaikutti vähiten. Tutkimuksissa havaittiin, että DES-liuoskäsittely pienensi tarvittavan energian määrää jauhatuksessa. DES-käsittely löyhentää näytteiden kuiturakennetta, mikä mahdollistaa energiasäästön.
Mittaustuloksia voidaan hyödyntää DES-liuoksiin keskittyvissä tutkimuksissa, joissa keskitytään uusien käyttökohteiden löytämiseen ja ominaisuuksien tarkasteluun ja vertailuun sekä nykyisten potentiaalisten kohteiden tarkempaan arviointiin. Tuloksista voidaan myös tehdä jotain yleistyksiä. Mikäli raaka-ainetta oli käsitelty valmiiksi tai se oli uusiokäytettyä, se fibrilloitui paremmin kuin käsittelemätön materiaali.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:oulo.fi/oai:oulu.fi:nbnfioulu-201810162922 |
| Date | 16 October 2018 |
| Creators | Pulkkinen, T. (Terhi) |
| Publisher | University of Oulu |
| Source Sets | University of Oulu |
| Language | Finnish |
| Detected Language | Finnish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, © Terhi Pulkkinen, 2018 |
Page generated in 0.0086 seconds