Starch Modification to Increase Filler Content of Paper

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Chemical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2011

Department

Puunjalostustekniikan laitos

Major/Subject

Paperi- ja painatustekniikka

Mcode

Puu-21

Degree programme

Language

en

Pages

86 s. + liitt. 18

Series

Abstract

New ways to improve properties of paper and decreasing the cost is a common interest of papermakers. Introducing more filler material into the paper instead of wood fiber would lower the cost significantly. There are different theoretical ways to increase the filler content using starch. In this thesis starch crosslinking with citric acid is tested. The crosslinking agent introduces intermolecular bridges between polysaccharide macromolecules. The hydrogen bonds are reinforced with the chemical bonds that form intermolecular linkages. The crosslinks are studied with FTIR, turbidity test, and sulphuric acid phenol test. Reducing the particle size of starch to Nano scale would change the size ratios of starch and pee particles. These aggregates would have different properties that could be interesting when introduced to papermaking. In this study the available mechanical treatments are tested. Ultrasound was found out to be the only technique that reduced the starch particle size. The laboratory sheet experiments did not show statistical relation between starch gel treatment temperature and the pee filler retention, but tensile and tear strengths had higher values near the starch gelatinization temperatures.

Paperinvalmistuksen hintaa pyritään pienentämään vähentämällä puukuidun ja lisäämällä täyteaineen määrää paperissa. Täyteaine on huomattavasti halvempaa kuin puukuitu. Teoreettisesti tämä täyteaineen määrän lisääminen voidaan tehdä monella eri tavalla. Tässä työssä testataan tärkkelyksen crosslinkkautumista sitruunahapon avulla. Crosslinkatessa polysakkaridimakromolekyylien välille muodostuu siltoja. Vetysidoksien lisäksi muodostuu kemiallisia sidoksia. Sidoksia tutkitaan FTIR:n, sameus- ja rikkihappofenolitestien avulla. Tärkkelyksen partikkelikoon pienentäminen nanotasolle muuttaisi tärkkelyksen ja PCC partikkelien suhteellisen koon painvastaiseksi. Tällaisella aggregaatilla olisi erilaiset ominaisuudet, joita voidaan käyttää hyödyksi paperinvalmistuksessa. Tässä työssä käytössä olevat mekaaniset käsittelytavat testataan. havaittiin ainoaksi tekniikaksi joka pienensi tärkkelyksen partikkelikokoa. Laboratorioarkkikokeessa ei havaittu tärkkelyksen esikäsittely lämpötilan ja PCC-täyteaineen retention välillä yhteyttä. Veto- ja repäisylujuudet saivat korkeammat arvot koepisteissä joissa tärkin esikäsittelylämpötila oli lähellä tärkkelyksen gelatinoitumislämpötilaa.

Description

Supervisor

Maloney, Thad

Thesis advisor

Auranen, Jonna

Keywords

starch, tärkkelys, paper, paperi, filler content, täyteainepitoisuus, starch modification, tärkkelyksen modifiointi

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122358246

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM