haku: @supervisor Laine, Janne / yhteensä: 45
viite: 14 / 45
| Tekijä: | Granvik, Malin |
| Työn nimi: | Cellulose modification of precipitated calcium carbonate |
| Saostuneen kalsium karbonaatin (PCC) modifiointi hienokiteisellä selluloosalla (MCC) | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2010 |
| Sivut: | iv + 70 s. + liitt. 4 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Puunjalostustekniikan laitos |
| Oppiaine: | Puunjalostuksen kemia (Puu-19) |
| Valvoja: | Laine, Janne |
| Ohjaaja: | Myllytie, Petri |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 2229 | Arkisto |
| Avainsanat: | calcium carbonate composite filler ionic liquid fine paper high filler loading saostunut kalsium karbonaatti komposiittifilleri ioninen liuotin |
| Tiivistelmä (fin): | Tämän työn tarkoitus oli modifioida saostunut kalsium karbonaatti (PCC) kiinnittämällä PCC:n pinnalle hienokiteistä selluloosaa (MCC). Oletus oli, että kiinnittynyt selluloosa lisää kuitujen ja täyteaineen välisiä vuorovaikutuksia ja siten vähentää lujuusominaisuuksien heikkenemistä lisääntyneen täyteainepitoisuuden seurauksena. Työn kokeellisessa osassa valmistettiin kaksi eri komposiittifilleriä eri MCC ja PCC suhteilla. Fillerien ominaisuuksia tutkittiin mittaamalla partikkelikoko, zeta potentiaali sekä tekemällä SEM - analyysi. Valmistettiin laboratoriarkkeja käyttämällä komposiittifillereitä sekä perus kuitumassaa joka oli 50 % - 50 % koivu - mänty kuituja ja joista hienoaines oli poistettu. Valmistettiin kaksi referenssi sarjaa; toinen perus kuitumassasta ja käsittelemättömästä PCC:stä ja toinen perus kuitumassasta, joka oli käsitelty karboxyylimetyyliselluloosalla (CMC), ja käsittelemättömästä PCC:stä. Arkkien tavoite neliöpaino oli 80 g/m2 ja tavoitellut täyteainepitoisuudet olivat 0 %, 15 %, 30 %, ja 40 %. Arkeista mitattiin optiset ja lujuusominaisuudet. SEM kuvien perusteella PCC partikkelin pinta oli huokoisempi sekä epätasaisempi verrattuna käsittelemättömään PCC:hen. Zeta potentiaali mittaukset käsittelemättömästä PCC:stä sekä komposiittifillereistä näyttivät että partikkelin varaus muuttui hieman positiivisesta selvästi negatiiviseksi. Partikkelianalyysien perusteella selluloosa kiinnittyi onnistuneesti PCC:n pintaan. Kuitenkin komposiittifilleriliete sisälsi suurempia partikkeliaggregaatteja ja näiden poistattamiseksi komposiittifilleri jauhettiin ja tutkittiin jauhatuksen vaikutusta partikkeliomaisuuksiin sekä paperi ominaisuuksiin. Suuret filleripartikkelit hävisivät jauhatuksen seurauksena mutta jauhatus ei vaikuttanut filleri- tai paperiominaisuuksiin. Valmistettujen laboratorioarkkien mittaukset näyttivät että komposiittifillerillä valmistetut arkit omivat paremmat lujuusominaisuudet verrattuna arkkeihin jotka olivat valmistettu perus kuitumassalla ja käsittelemättömällä PCC:llä. Mitä enemmän komposiittifilleri sisälsi selluloosan, sen paremmat olivat lujuusominaisuudet. Optiset ominaisuudet eivät eronneet merkittävästi verrattuna referenssisarjaan. CMC käsitellyllä saadut paremmat alkulujuudet hävisi heti kun täyteainetta lisättiin. Komposiittifilleriä käsiteltiin lisäksi CMC:llä tarkoituksena että CMC pehmentää komposiittifilleriä ja siten lisää kuitujen ja täyteaineiden välisiä vuorovaikutuksia. CMC käsitellyn komposiittifillerin zeta potentiaali oli selvästi negatiivisempi verrattuna alkuperäiseen komposiittifilleriin. Arkit, jotka olivat valmistettu CMC käsitellyllä komposiittifillerillä, omivat selvästi paremman vetolujuusindeksin verrattuna arkkeihin, jotka olivat valmistettu alkuperäiseen komposiittifillerillä. Valmistetut komposiittifillerir näyttivät huomattavaa lupausta parantaa kuitujen ja täyteaineiden välisiä vuorovaikutuksia ja siten vähentää lujuusominaisuuden heikkenemistä lisääntyneen täyteainepitoisuuden seurauksena. Komposiittifillerin CMC käsittely pehmensi filleriä edelleen ja paransi arkkien lujuusominaisuuksia |
| Tiivistelmä (eng): | The aim of this thesis was to modify precipitated calcium carbonate (PCC) filler by attaching cellulose (MCC) onto the surface of the PCC. The hypothesis was that the attached cellulose would increase the filler - fibre interaction and decrease the strength loss when increasing filler loading in fine paper. Two composite fihler were prepared with different ratio of the components. Filler properties by SEM, zeta potential, and particle size were measured. Laboratory sheets were prepared using the composite fihlers and fines free base pulp consisting of 50 % pine and 50 % birch. Two reference series were prepared for comparison. One reference series was prepared using base pulp and unmodified PCC and another with fibers treated with carboxymethyl cellulose, CMC, and unmodified PCC. The target basis weight was 80 g/m2 and target filler levels were 0 %, 15 %, 30 %, and 40 %. Optical and strength properties were measured from the prepared laboratory sheets. The SEM analysis of the composite fihlers showed that the surface of the cellulose treated PCC particle was uneven and seemed more porous compared to unmodified PCC. The zeta potential measurements showed that the particle charge of the unmodified PCC was slightly positive but the particle charges of the composite fillers were clearly negative, indicating that the cellulose was successfully attached onto the surface of the PCC particle. However, there were large filler agglomerates present in the composite filler, and in order to reduce the larger agglomerates, the composite filler was grinded and the filler properties were measured from the grinded composite filler. Grinding of the composite filler eliminated the particle agglomerates but other filler properties were not affected. The strength properties of the laboratory sheets prepared with the composite fillers were superior compared to the laboratory sheets prepared with unmodified PCC. The more the composite filler contained cellulose the better the strength properties were. The optical properties were essentially unaffected. The superior initial strength of unfilled sheets obtained with CMC treatment of the base pulp was lost immediately after adding the filler. The composite filler was further treated with CMC in order to soften the filler and improve the filler - fiber interactions. The particle charge of the CMC treated composite filler was considerably more negative indicating that the CMC was attached onto the composite filler particle surface. The tensile index of the laboratory sheets prepared with the CMC treated composite filler was clearly better compared to the sheet prepared with the plain composite filler. The prepared composite fillers showed significant promise for improving the interactions between fillers and fibers and thus for reducing the strength loss in paper associated with poor bonding in highly filled papers. CMC modification of the composite filler further improved the fiber - filler interactions. |
| ED: | 2010-06-02 |
INSSI tietueen numero: 39706
+ lisää koriin
INSSI