Lignin towards thermoset applications
Tid: Fr 2024-10-18 kl 10.00
Plats: F3 (Flodis), Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/65370649186
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: Alessio Truncali , Ytbehandlingsteknik
Opponent: Professor Chunlin Xu, Åbo Akademi, Finland
Handledare: Professor Mats Johansson, Ytbehandlingsteknik; Professor Minna Hakkarainen, Polymerteknologi
QC 20240925
Abstract
Den globala övergången till hållbar utveckling kräver att fossila material ersätts med förnybara alternativ. Lignin, en komplex aromatisk biopolymer som härrör från lignocellulosisk biomassa, representerar en av de mest rikliga källorna till förnybart kol. Lignin utvinns som en biprodukt från massa- och pappersindustrin och har trots sin potential varit underutnyttjad. Dess unika kemiska struktur, som kännetecknas av fenolenheter kopplade genom olika interenhetsbindningar, gör det till en stark kandidat för att skapa hållbara och resistenta material. Dock utgör lignins komplexa och heterogena struktur, samt dess begränsade reaktivitet, utmaningar för dess användning. I detta arbete har lignin undersökts för användning i härdplaster genom olikametoder som inkluderar extraktion, fraktionering, kemisk modifiering och direkt användning av modifierat lignin. Forskningen syftade till att utveckla material med förbättrade mekaniska, termiska och kemiska egenskaper, lämpade för industriella tillämpningar. För att uppnå detta användes olika metoder och ligninkällor. Lignin extraherades genom en mild extraktion från vetestrå för att valorisering jordbruksprodukter. Mikrovågsassisterad fraktionering användes för att isolera ligninfraktioner med mer anpassningsbara egenskaper och ökad reaktivitet. Kemiska modifieringar, inklusive epoxidering och allylering, genomfördes för att förbättra lignins reaktivitet och dess kompatibilitet i härdplastformuleringar. Dessa modifierade lignin integrerades i epoxibaserade beläggningar och thiolen-system, vilket visade deras potential att producera hållbara och högpresterande material. Förutom modifierat lignin användes även modifierat lignin direkt i beläggningsformuleringar. Denna avhandling visar att både modifierat och modifierat lignin framgångsrikt kan integreras i härdplastsystem och skapa material som uppfyller eller överträffar prestandan hos konventionella fossilbaserade motsvarigheter. Arbetet framhäver fördelar och begränsningar med varje metod och understryker vikten av att optimera processeffektivitet, materialprestanda och miljömässig hållbarhet.