The manufacturing potential of micro and nanofibrillated cellulose composite papers

Julkaisun otsikon käännös: Mikro- ja nanofibrillikomposiittipapereiden valmistuspotentiaali

Juuso Rantanen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Työn tavoitteena oli kehittää uudenlainen lähestymistapa valmistaa komposiittipapereita, joiden ominaisuudet eroavat huomattavasti perinteisistä paperilajeista. Pääpainopisteenä työssä tutkittiin mikro- ja nanofibrilloidun selluloosan (MNFC) käyttöä uudentyyppisten komposiittipapereiden komponenttina yhdessä perinteisten täyteaineiden ja kemiallisen massan kuitujen kanssa. Erityisesti tavoitteena oli selvittää, mitä haasteita ja mahdollisuuksia nämä paljon vettä sitovat materiaalit asettavat paperin ominaisuuksien sekä mahdollisen valmistusmenetelmän kannalta. Keskeisenä hypoteesina työssä oli, että huomattavia määriä MNFC:tä sisältävien komposiittipapereiden rainaus ja vedenpoisto on mahdollista. Lisäksi näiden komposiittipapereiden ominaisuuksien odotettiin olevan erilaisia kuin perinteisillä paperilajeilla. MNFC-komposiittipapereiden ominaisuuksia tutkittiin eri täyteaine, kuitu- sekä MNFC seossuhteilla. Näiden papereiden optisten ominaisuuksien todettiin olevan erinomaisia, ja MNFC:n sekä täyteaineen ominaisuuksista johtuen paperin nano- ja mikrohuokoisen rakenteen todettiin olevan hyvin ainutlaatuinen. Kalsiumkarbonaatin kerasaostusta MNFC:n kanssa voitiin hyödyntää sekä MNFC:n vedensitomiskyvyn alentamiseen että komposiittipaperin ominaisuuksien säätämiseen. Myös komposiittipapereiden kustannusrakenteen todettiin olevan houkutteleva korkean täyteainepitoisuuden vuoksi. MNFC-komposiittisuspension leikkausohenevuus mahdollisti rainanmuodostuksen 5-10 prosentin sakeudessa, viiranjälkeisen kuiva-ainepitoisuuden noustessa jopa 33 prosenttiin. Lisäksi todettiin, että märkäpuristus on yksikköoperaationa soveltuva rainan vedenpoistoon viiran jälkeen, mikäli käytetään riittävän pitkiä puristuspulsseja. Eräissä olosuhteissa MNFC-komposiittirainan vedenpoisto oli jopa tehokkaampaa kuin pelkillä kemiallisen massan kuiduilla. Tässä työssä osoitettiin, että MNFC-pohjaisia tuotteita on mahdollista valmistaa tehokkaasti ja taloudellisesti, ja tutkimus on siksi tärkeä edistysaskel kohti uuden sukupolven biopohjaisia tuotteita ja prosesseja.
Julkaisun otsikon käännösMikro- ja nanofibrillikomposiittipapereiden valmistuspotentiaali
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Maloney, Thaddeus, Vastuuprofessori
  • Maloney, Thaddeus, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-6867-1
Sähköinen ISBN978-952-60-6868-8
TilaJulkaistu - 2016
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • Nanoselluloosa
  • paperin valmistus
  • vedenpoisto
  • komposiitti

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Mikro- ja nanofibrillikomposiittipapereiden valmistuspotentiaali'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä