Tärkkelyspolymeerikalvojen hapenläpäisyominaisuudet

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

Authors

Date

1998

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Polymeeriteknologia

Mcode

Kem-100

Degree programme

Language

fi

Pages

vii + 84 s. + liitt.

Series

Abstract

Tärkkelys on luonnonpolymeeri, joka rakentuu kahdesta glukoosipolymeeristä: lineaarisesta amyloosista ja haaroittuneesta amylopektiinistä. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia ensi sijassa polymeerin rakenteen vaikutusta hapenläpäisyominaisuuksiin . Kirjallisuusosassa tarkasteltiin tärkkelyksen mekaanisia ja läpäisyominaisuuksia. Tärkkelyksen ohella tutustuttiin myös proteiini- ja selluloosakalvojen ominaisuuksiin, koska kyseisten kalvojen potentiaaliset sovelluskohteet ovat vastaavia kuin tärkkelyksen. Myös hydrofiilisten synteettisten polymeerien ominaisuuksia käsiteltiin lyhyesti kirjallisuusosassa. Työn kokeellisessa osassa tärkkelyskalvojen ominaisuuksia verrattiin eteenivinyylialkoholi-polyeteenimonikerroskalvon ja polyamidin ominaisuuksiin, joilla tiedetään olevan alhainen hapenläpäisy. Vetolujuus-venymäkäyristä havaittiin amyloosikalvojen olevan rakenteeltaan selvästi erilaisia kuin amylopektiinikalvot. Amyloosikalvoilla esiintyi myötöraja, kun taas amylopektiini oli selvästi hauraampi materiaali. Amyloosi- ja amylopektiinikalvojen vetolujuuden havaittiin laskevan pehmittimenä käytetyn glyserolin pitoisuuden noustessa. Amyloosilla havaittiin selvää venymän kasvua vasta glyserolipitoisuudella yli 20 %. Amylopektiinillä venymä oli käytännössä vakio, se ei riippunut glyserolipitoisuudesta. Amyloosilla havaittiin olevan kaksi lasipistettä. Näistä alemman arveltiin johtuvan glyserolista ja ylemmän puolestaan amyloosista, johtuen osittaisesta faasien erottumista. Kaksi lasipistettä viittaa siihen, että vesi on tärkkelykselle parempi liuotin kuin glyseroli. Amyloosi- ja amylopektiinikalvojen välillä ei havaittu merkittäviä eroja hapenläpäisyn suhteen eli polymeerin rakenne ei vaikuttanut hapenläpäisyyn. Tärkkelyskalvojen hapenläpäisyn havaittiin sen sijaan riippuvan pehmitinpitoisuudesta, vesipitoisuudesta ja lämpötilasta. Korkeampi pehmitinpitoisuus nosti hapenläpäisyä. Rh:lla 50 % tärkkelyksen hapenläpäisy oli samaa kertaluokkaa kuin PA:lla ja EVOH:lla. Kosteuden noustessa tärkkelysten hapenläpäisy kasvoi eksponentiaalisesti ollen 90 %:n kosteudella selvästi korkeampi kuin vertailumateriaaleilla. Myös lämpötilan nosto kasvatti tärkkelyksen hapenläpäisyä. Tärkkelyskalvojen vesihöyrynläpäisy oli paljon suurempaa kuin synteettisillä vertailupolymeereillä. Amylopektiinikalvojen vesihöyrynläpäisy oli noin kaksinkertaista amyloosikalvolhin verrattuna. Vesihöyrynläpäisy oli glyserolipitoisuudesta riippumatta lähes vakio sekä amyloosi- että amylopektiinikalvoille. Amyloosikalvo liukeni veteen erittäin hitaasti, kun taas amylopektiinikalvon veteenliukeneminen oli paljon nopeampaa. Tämä oli osoitus kalvojen rakenteen erilaisuudesta.

Description

Supervisor

Seppälä, Jukka

Thesis advisor

Forssell, Pirkko

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445229

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK