Scalable Surface Chemistry for Lignin Modification - Creating Value for a Forest-Based Society

Julkaisun otsikon käännös: Skaalautuva pintakemia ligniinin muokkaamiseen – Arvon luominen metsäpohjaiselle yhteiskunnalle

Karl Alexander Henn

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Ligniini on puupohjainen polymeeri, joka syntyy sivutuotteena sellutuotannossa. Kraft ligniini on yleisin ja runsain tekninen ligniinimuoto, mutta se on haastava soveltaa. Kraft ligniinin amfifiilisyys ja haarautunut molekyylirakenne heikentävät sen ominaisuuksia, ja sen huono vesiliukoisuus rajoittaa merkittävästi sovelluksia, joissa sen käyttö olisi mahdollista. Kemiallisten muokkausten kautta voidaan parantaa ligniinin ominaisuuksia, mutta tasapainon saavuttaminen hinnan, ominaisuuksien, ja ympäristöystävällisyyden välillä on haasteellista. Kolloidaalisten ligniinipartikkelien kehitys on parantanut ligniinin potentiaalia, sillä nämä partikkelit soveltuvat myös vesipohjaisiin sovelluksiin. Tämän väitöskirjan tavoitteena on osoittaa ligniinin potentiaalinen arvo esittelemällä uusia skaalautuvia tapoja muokata ligniiniä käytettäväksi erilaisissa lisäarvotuotteissa. Ligniinipartikkelit valmistetaan liuotinvaihtoprosessissa, jossa saostumisaine – yleensä vesi – lisätään ligniiniliuoksiin. Hydroksyyliryhmien määrä vaikuttaa partikkelien järjestäytymiseen prosessin aikana. Asetyloinnin avulla voidaan vähentää ligniinin hydroksyyliryhmien määrää, mikä pienentää partikkelikokoa ja tämän kautta vähentää partikkelien vuorovaikutuksia valon kanssa. Tämä mahdollistaa partikkeleiden käyttöä optisesti läpinäkyvinä huurtumisenesto pinnoitteina. Hallitsemalla partikkelifilmien paksuutta, voitiin myös valmistaa fotonisia pinnoitteita asetyloituneista ligniinipartikkeleista. Ligniinipartikkeleita voitiin käyttää hankauskestävänä ja hydrofiilisenä pinnoitteena yhdistämällä ligniinidispersio vesiliukenemattoman glyserolipohjaisen epoksin kanssa. Epoksin vesiliukenemattomuudesta huolimatta, se kykeni sekoittumaan vesifaasiin ligniinipartikkelien välityksellä. Ligniinipartikkelit toimivat samalla myös kovettimena. Väitöskirjassa esitellään lisäksi uusia menetelmiä ligniinin epoksidointiin ja asetylointiin. Molemmissa menetelmissä on otettu huomioon skaalautuvuus ja resurssitehokkuus, minkä vuoksi niissä käytetään lyhyitä reaktioaikoja, matalia reaktiolämpötiloja ja kemikaalien kierrätystä. Yhteenvetona väitöskirja esittelee vaihtoehtoisia tapoja käyttää ligniiniä kolloidaalisessa muodossa ja tarjoaa hyödyllisiä esimerkkejä ligniinin arvonlisäyksestä.
Julkaisun otsikon käännösSkaalautuva pintakemia ligniinin muokkaamiseen – Arvon luominen metsäpohjaiselle yhteiskunnalle
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Österberg, Monika, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1515-4
Sähköinen ISBN978-952-64-1516-1
TilaJulkaistu - 2023
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • ligniini
  • nanopartikkeleita
  • LNP
  • pinnoite
  • liima
  • epoksi
  • asetylointi
  • huurtumisenesto

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Skaalautuva pintakemia ligniinin muokkaamiseen – Arvon luominen metsäpohjaiselle yhteiskunnalle'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä