University of Oulu

DES (koliinikloridi-urea) -käsittelyn vaikutus energiankulutukseen nanofibrilloinnissa ja ominaisuuksien kehittyminen nanofibrilloinnin aikana

Saved in:
Author: Pulkkinen, Terhi1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Process Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, )
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201810162922
Language: Finnish
Published: Oulu : T. Pulkkinen, 2018
Publish Date: 2018-10-16
Thesis type: Bachelor's thesis
Description:
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.
see all

Subjects:
Copyright information: © Terhi Pulkkinen, 2018. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.