haku: @keyword nanocomposite / yhteensä: 6
viite: 5 / 6
Tekijä:Mehtiö, Tuomas
Työn nimi:Selluloosan nanokuitujen ja amfifiilisten polymeerien komposiitit
Composites from microfibrillated cellulose and amphiphilic polymers
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2009
Sivut:84      Kieli:   fin
Koulu/Laitos/Osasto:Kemian ja materiaalitieteiden tiedekunta
Oppiaine:Polymeeriteknologia   (Kem-100)
Valvoja:Seppälä, Jukka
Ohjaaja:Pietikäinen, Pirjo
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen 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

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark TKK  223   | Arkisto
Avainsanat:microfibrillated cellulose
nanocomposite
amphiphilic polymer
selluloosan nanokuidut
nanokomposiitti
amfifiilinen polymeeri
Tiivistelmä (fin): Vaikka selluloosaa on tutkittu erittäin paljon, on selluloosan nanokuidut tutkimuksenalana vielä melko nuori.
Selluloosan nanokuidut ovat erittäin hydrofiilisiä, mikä aiheutuu selluloosaketjun useista hydroksyyliryhmistä.
Hydrofiilisyyden takia ei nanokuitujen dispergoiminen yleisimpiin polymeereihin ole mahdollista.
Selluloosan nanokuidut kykenevät myös sitomaan itseensä suuren määrän vettä, muodostaen geelimäisen suspension.
Kun vettä poistetaan suspensiosta, sitoutuvat nanokuidut toisiinsa voimakkain vetysidoksin, jonka jälkeen materiaalin nanorakenteen palauttaminen on erittäin haasteellista.

Diplomityön kokeellisessa osassa selluloosan nanokuitujen pintaan pyrittiin vesiliukoisen polymeerin avulla adsorboimaan kerros, joka estäisi nanokuitujen aggregoitumisen kuivauksen yhteydessä.
Tämä mahdollistaisi selluloosan nanokuitujen uudelleendispergoinnin sekä sulatyöstettävyyden.
Tutkittaviksi polymeereiksi valittiin polyeteeniglykoli (PEG) sekä PEG:n ja oktadekenyylisukkiinianhydridin (OSA) trilohkokopolymeeri, jossa OSA on kiinnittynyt PEG-ketjun päiden hydroksyyliryhmiin.
Komposiittikalvoja valmistettiin eri massasuhteilla ja komposiittikalvojen morfologiaa tutkittiin atomivoimamikroskopian (AFM) avulla.
Myös kalvojen termisiä ja mekaanisia ominaisuuksia tutkittiin, sekä niiden uudelleendispergoituvuutta veteen.

Komposiittikalvojen morfologiatutkimuksissa selluloosan nanokuitujen havaittiin dispergoituvan tasaisesti PEG-matriisiin, muttei amfifiiliseen PEG-OSA-lohkokopolymeeriin.
Uudelleendispergointi ei reologia- ja dynaamismekaanisen analyysin (DMA) perusteella onnistunut siten, että selluloosan nanokuitujen nanorakenne olisi saatu palautettua.
Differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrialla (DSC) ja DMA:lla saadut tiedot komposiittikalvojen termisistä ominaisuuksista osoittavat, että selluloosan nanokuidut kykenevät sitomaan itseensä erittäin suuren määrän jopa 50 m-% komposiittikalvosta) matriisipolymeeriä ilman, että komposiitista havaittiin minkäänlaista sulamista.
Samalla komposiitti säilytti mekaaniset ominaisuutensa, vaikka lämpötilaa korotetaan matriisipolymeerin sulamispisteen yläpuolelle.
Tiivistelmä (eng): Microfibrillated cellulose (MFC) is relatively new field of research even though cellulose itself is widely studied.
MFC is very hydrophilic which is caused by many hydroxyl groups of cellulose chain.
Because of strong hydrophilicity MFC can't be dispersed into most polymers.
MFC form gel-like suspension when binding large amount of water to its structure.
When water is removed MFC aggregates.
After aggregation it is very difficult to recover its nanostructure.

In this master's thesis possibility to coat MFC with water-soluble polymer was investigated.
Water-soluble layer on MFC could prevent aggregation of nanofibrils when drying.
This would enable redispersion and melt processing of MFC.
Poly(ethylene glycol) (PEG) and amphiphihc triblock copolymer of PEG and octadecenyl succinic anhydride (OSA) were chosen to be two studied polymers.
Composite films of different polymer/MFC mass ratios were prepared.
Morphology of prepared films was studied with atomic force microscopy (AFM).
Thermal and mechanical properties were also investigated as well as redispersability of composite films.

Morphology studies show that dispersion of MFC was uniform in PEG-matrix but not in amphiphilic PEG-OS A-block copolymer.
According to rheological and dynamic mechanic analysis (DMA) redispersion of composite films didn't successfully recover nanostructure of MFC.
Studies of differential scanning calorimetry (DSC) and DMS indicate that MFC can bind large amount (up to 50 m-% of composite film) of polymer to its structure.
Composite films showed no melting or weakening of mechanical properties even when they were heated over the melting point of the matrix polymer.
ED:2012-08-31
INSSI tietueen numero: 45177
+ lisää koriin
INSSI