Adsorption of polysaccharides on nanocellulose
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2009
Department
Major/Subject
Puunjalostuksen kemia
Mcode
Puu-19
Degree programme
Language
en
Pages
iv + 66 s. + liitt. 14
Series
Abstract
Polysakkaridien adsorptiokäyttäytymistä selluloosan nanofibrillien pinnalle tutkittiin kvartsikidemikrovaa'an (QCM-D) ja atomivoimamikroskopian (AFM) avulla. Tavoitteena oli vertailla erilaisten polysakkaridien adsorptiota selluloosaan ja löytää tärkeimmät adsorptioon vaikuttavat tekijät. Työssä tutkittiin galaktomannaanien, ksyloglukaanin, ksylaanin, kitosanin ja karboksimetyyliselluloosan adsorptiokäyttäytymistä eri molekyylimassoilla. Työssä otettiin myös selvää suolapitoisuuden ja pHn vaikutuksesta varautuneiden polysakkaridien adsorptioon ja NFC -pintaan. Tutkitut polysakkaridit adsorboituivat pysyvästi selluloosaan. Ominaisuuksia, jotka johtivat polysakkaridien pysyvään adsorptioon selluloosapinnalle, olivat lineaarinen glukaani- tai mannaaniketju, vesiliukoisuus ja neutraalisuus. Varauksellisten polysakkaridien adsorptiota oli mahdollista parantaa adsorptio-olosuhteita optimoimalla. CMCn adsorptiota selluloosapinnalle voitiin parantaa suolapitoisuutta nostamalla. Suolapitoisuuden nosto ei kuitenkaan lisännyt ksylaanin adsorptiota, vaikka ksylaani on myös anioninen. Kitosan pystyi adsorboitumaan selluloosapinnalle korkeassa pHssa. Polysakkaridien sivuryhmät, kuten galaktaani ja arabinoosi, vaikuttavat merkittävästi polysakkaridien liukoisuusominaisuuksiin ja konformaatioon, mutta ne eivät pysty sitoutumaan selluloosaan. Adsorption määrään vaikuttaa polysakkaridien rakenne ja mahdollisuus muodostaa sidoksia selluloosaan. Kokeissa voitiin myös havaita, että molekyylimassalla on vaikutusta polysakkaridien adsorptioon. Galaktomannaanit adsorboituvat selluloosaan luultavasti vetysidoksin. Ksyloglukaani adsorboituu nopeammin NFC -pinnalle kuin galaktomannaanit, mikä luultavasti johtuu ksyloglukaanin konformaatiosta. Varautuneet polysakkaridit adsorboituvat selluloosaan vain optimaalisissa olosuhteissa.Description
Supervisor
Laine, JanneThesis advisor
Österberg, MonikaKeywords
polysaccharide adsorption, polysakkaridien adsorptio, cellulose nanofibril, nanofibrillaarinen selluloosa, QCM-D, QCM-D