Abstrakti
Kasvava tietoisuus kestävästä kehityksestä on ohjannut merkittävää huomiota biopohjaisiin vaihtoehtoihin öljypohjaisille tuotteille. Lignoselluloosamateriaaleja, kuten selluloosa ja teollisuuden sivuvirroista saatava ligniini, arvostetaan uusiutuvuutensa ja toivottujen ominaisuuksiensa vuoksi. Vaikka lignoselluloosapohjaisia materiaaleja käytetään laajasti sovelluksissa kuten paperi ja kartonki, niiden soveltaminen muovin korvaajiksi on haastavaa. Näihin haasteisiin kuuluvat selluloosan taipumus imeä kosteutta ja yhteensopimattomuus hydrofobisten polymeerien kanssa, sekä ligniinin rakenteellinen vaihtelevuus. Tämä väitöskirja käsittelee näitä ongelmia kehittämällä suorituskykyisiä biopohjaisia materiaaleja hyödyntämällä puun rakenneyksiköiden strategista yhdistämistä biohajoavien polyesterien, kuten polykaprolaktonin, kanssa.
Kehitimme emulsiopohjaisia systeemejä kontrolloimalla vuorovaikutuksia lignoselluloosan ja muiden polymeerien välisellä rajapinnalla. Nämä kolloidiset systeemit toimivat perustana valmistettaessa pakkausmateriaaleina ja lämpöeristävinä vaahtoina käytettäviä biotuotteita, joiden ominaisuudet olivat kilpailukykyiset synteettisiin vaihtoehtoihin verrattuna. Kehitetyillä materiaaleilla oli ennennäkemätön tekninen suorituskyky niiden komponenttien välisten suotuisten vuorovaikutusten ansiosta. Näiden vuorovaikutusten syvälliseksi ymmärtämiseksi analysoimme yksityiskohtaisesti pinnan ja materiaalin välisiä vuorovaikutuksia sekä kosteissa että kuivissa olosuhteissa. Työssä käytetyt menetelmät olivat kvartsikide-mikropunnitus dissipaatiolla, atomivoimamikroskopia, veden kontaktikulmamittaus, laajakaista dielektrinen spektroskopia sekä käänteinen kaasukromatografia. Edellä mainittujen teknisten edistysaskeleiden lisäksi arvioimme, kuinka tuotetut materiaalit hajoavat vesistöympäristöissä siinä tapauksessa, että ne hävitettäisiin väärin, varmistaaksemme että ne hajoavat helposti ja ovat ympäristöystävällisiä.
Kaiken kaikkiaan, teknologisten edistysaskeleiden yhdistäminen kestävyyden arviointiin materiaalien tuotannon sekä niiden elinkaaren loppuvaiheen välillä tekee tästä tutkimuksesta kokonaisvaltaisen paketin, joka käsittelee sekä teknisiä haasteita että ympäristövaatimuksia. Näin ollen tutkimus voi kiinnostaa metsäteollisuuden toimijoita ja siihen liittyviä aloja, jotka pyrkivät muokkaamaan uusiutuvia resursseja kestäviksi ja arvokkaiksi materiaaleiksi.
Julkaisun otsikon käännös | Rajapintojen suunnittelun hyödyntäminen lignoselluloosamateriaalien valmistuksessa, sovelluksissa ja elinkaaren lopun optimoinnissa |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-2147-6 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-2148-3 |
Tila | Julkaistu - 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- lignoselluloosat
- ligniini
- nanopartikkelit
- selluloosananofibrillit
- polyesterit
- pickering-emulsiot
- komposiittikalvo
- pickering
- vaahto
- rajapinta
- vuorovaikutukset
- biohajoavuus
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Rajapintojen suunnittelun hyödyntäminen lignoselluloosamateriaalien valmistuksessa, sovelluksissa ja elinkaaren lopun optimoinnissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Laitteet
-
Biotalousinfrastruktuuri
Seppälä, J. (Manager)
Kemian tekniikan korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility
-
-
OtaNano Nanomikroskopiakeskus
Seitsonen, J. (Manager) & Rissanen, A. (Other)
OtaNanoLaitteistot/tilat: Facility