Biobased and biodegradable binders for paper and nonwoven
Tid: To 2023-12-14 kl 10.00
Plats: F3 (Flodis), Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/63240788852
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: Maria Wennman , Polymera material
Opponent: Professor Wim Thielemans, KU Leuven, Belgien
Handledare: Professor Mikael S. Hedenqvist, Polymera material; Universitetslektor Anna Justina Svagan, Fiber- och polymerteknologi; Mårten Hellberg, OrganoClick AB
QC20231110
Abstract
Nonwoven är textilliknande material som har likheter med papper. En betydande sektor där nonwovenmaterial används är för engångsprodukter som våtservetter och hygienprodukter. Med en ökande global befolkning har tillverkningen och användningen av nonwoven ökat betydligt. Med den högre levnadsstandarden globalt uppskattas efterfrågan på nonwovenprodukter att fortsätta växa under överskådlig framtid. Flera nonwovenmaterial består av cellulosafibrer och bindemedel. Detta segment kallas kemiskt bunden nonwoven. För närvarande användskommersiellt tillgängliga bindemedel som är baserade på fossila och ickenedbrytbara råvaror. I denna studie visas att ett bindemedel bestående av tvåpolyelektrolyter (karboximetylcellulosa och kitosan) tillsammans med citronsyra, kan fungera som en ersättning för syntetiska bindemedel. Eftersom polyelektrolyterna har motsatta laddningar kombineras de för att bilda ett polyelektrolytkomplex (PEC).PEC-bindemedlet kan användas både i den våta delen av en papperstillverkningsprocess och för att behandla redan formade ark. Med dragprovning konstaterades det att den torra dragstyrkan ökade markant jämfört med obehandlat material, liksom den viktiga våta dragstyrkan. Denna avhandling syftade till att studera och analysera de viktigaste mekanismerna bakom detta beteende och det visade sig från fouriertransform infrarödspektroskopi och NMR förstärkt med dynamisk kärnpolarisering att nyligen etablerade esterbindningar och amidbindningar, tillsammans med elektrostatiska interaktioner, var de avgörande faktorerna. PEC kombinerat med solrosolja, resulterade i en fin emulsion som gav både högre torr och våt dragstyrka. Hydrofobicitet i form av höga kontaktvinklar (> 125°) för behandlat material uppmättes också. Dessutom visade kombinationen av PEC med två vegetabiliska proteinkällor, ärtprotein och vetegluten, hur konceptet med PEC-bindemedel kan utökas ytterligare. Tillsammans med proteinerna fick cellulosamaterialen egenskaper som hydrofobicitet och styrka.