aalto1 untyped-item.component.html
Emerging biobased hydrophobization technologies for fiber-based packaging
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
CHEM3048
Degree programme
Language
en
Pages
36
Series
Abstract
The rising demand for sustainable packaging has led companies and consumers to select fiber-based options. However, the inherent hydrophilicity of fiber-based packaging limits their applications. This bachelor’s thesis examines emerging bio-based hydrophobization technologies for fiber-based packaging through a literature review. The study focuses on sustainable alternatives to synthetic sizing chemicals and conventional plastic coatings, while further examining how surface chemistry affects hydrophobicity. Specific focus is placed on biopolymer coatings, such as cellulose- and chitosan-based coatings, as well as biobased internal sizes, such as maleic sunflower high oleic (MSOHO).
The effectiveness of novel approaches is evaluated on their capability to resist penetration by water as well as their ability to resist the transmission of water vapor. The most promising results in the field of coatings were achieved with cellulose stearyl ester (CSE) and a combination of acetylated cellulose with cinnamaldehyde (CIN). Chitosan- and lignin-based coatings also proved effective in enhancing hydrophobicity. All the studied bio-based internal sizes significantly increased the material's hydrophobicity. The findings suggest that while significant progress has been made in the field of biobased hydrophobization, challenges such as high costs, low scalability and issues in land use remain. This literature review provides a foundation for further research into potential materials.
Kestävien pakkausratkaisujen kasvava kysyntä on saanut sekä yritykset, että kuluttajat suosimaan kuitupohjaisia vaihtoehtoja. Kuitupohjaisten pakkausten luontainen hydrofiilisyys kuitenkin rajoittaa niiden käyttöä. Tämä kandidaatin tutkielma tarkastelee kirjallisuuskatsauksen avulla nousevia biopohjaisia hydrofobisointiteknologioita kuitupohjaisille pakkauksille. Tutkimuksessa keskitytään kestäviin vaihtoehtoihin synteettisille liimausaineille sekä perinteisille muovipäällysteille, sekä tarkastellaan, kuinka pintakemia vaikuttaa hydrofobisuuteen. Erityistä huomiota kiinnitetään biopolymeeripinnoitteisiin, kuten selluloosa- ja kitosaanipohjaisiin ratkaisuihin, sekä biopohjaisiin liimaisaineisiin kuten maleiinihapolla käsiteltyyn auringonkukkaöljyyn (maleic sunflower oil high oleic, MSOHO).
Uusien ratkaisujen tehokkuutta arvioidaan niiden kyvyssä estää veden imeytymistä ja vesihöyryn läpäisyä. Lupaavimpia tuloksia pinnoitteiden saralla saavutettiin selluloosan stearyyliesteristä (CSE) ja yhdistelmästä, jossa asetyloitu selluloosa yhdistettiin kanelialdehydiin (CIN). Myös kitosaani- ja ligniinipohjaiset pinnoitteet osoittautuivat tehokkaiksi hydrofobisuuden parantamisessa. Kaikki tutkitut biopohjaiset liimausaineet aineet lisäsivät materiaalin hydrofobisuutta selvästi. Tutkimukset osoittavat, että biopohjaisessa hydrofobisessa käsittelyssä on saavutettu merkittävää edistystä, mutta haasteina ovat edelleen korkeat kustannukset, heikko skaalautuvuus ja maankäyttöön liittyvät ongelmat. Tämä kirjallisuuskatsaus luo pohjaa jatkotutkimukselle potentiaalisista materiaaleista.