Hemiselluloosamolekyylien muokkaaminen sideainesovelluksiin

Thumbnail Image

Files

master_Flink_Heli_2007.pdf (55.27 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
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

2007

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Orgaaninen kemia

Mcode

Kem-4

Degree programme

Language

fi

Pages

viii + 90 s. + liitt. 31

Series

Abstract

Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin luonnosta saatavia polymeerejä ja niiden johdannaisia. Lisäksi esiteltiin johdannaisten käyttösovelluksia. Hemiselluloosista käsiteltiin ksylaania ja arabinogalalctaania, joita käytettiin kokeellisen osan synteeseissä lähtöaineina. Työn kokeellisessa osassatutkittiin kahden kaupallisen hemiselluloosan, ksylaanin ja arabinogalaktaanin, hydroksipropylointia ja asetylointia. Tavoitteena oli optimoida hydroksipropylointimenetelmää lyhentämällä reaktioaikaa ja säätämällä propyleenioksidin määrä sellaiseksi, että hydroksipropyloitumisaste saatiin tarpeeksi korkealle. Substituutioasteen tavoite oli suuruusluokkaa 0,5 - 2. Derivoinnilla tavoiteltiin hemiselluloosille termoplastisia eli lämpömuokattavia ominaisuuksia sekä parempia liukoisuusominaisuuksia. Hydroksipropylointiastetta pyrittiin nostamaan vaihtelemalla propyleenioksidin määrää sekä kokeilemalla eri lämpötiloja ja reaktioaikoja. Samoja reaktio-olosuhteita kokeiltiin ksylaanille ja arabinogalaktaanille. Asetylointireaktiot tehtiin sekä käyttäen katalyyttinä NaOH:a että ilman sitä. Asetylointiastetta pyrittiin nostamaan myös reaktioaikaa pidentämällä. Samoja asetylointireaktio-olosuhteita testattiin ksylaanille,hydroksipropyloidulleksylaanille,arabinogalaktaanilleja hydroksipropyloidulle arabinogalaktaanille. Reaktioiden tuotteita analysoitiin infrapunaspektrometrian, NMR-spektrometrian ja termoanalyysin avulla. Myös tuotteiden liukoisuuksia testattiin eri liuottimissa, ja tuotteille yritettiin mitata myös sulamispisteet. Tuotteiden substituutioasteiden laskeminen perustui NMR-spektrometriaan. Analyysien perusteella ksylaanin hydroksipropyloinnit onnistuivat arabinogalaktaania paremmin. Korkein hydroksipropylointiaste saatiin ksylaanille reaktiolla, jossa propyleenioksidia käytettiin nelinkertainen ainemäärä lähtöaineeseen verrattuna. Reaktio tehtiin huoneenlämmössä 46,5 tunnin aikana. Asetylointireaktioissa korkeimmat substituutioasteet saatiin aikaan ilman katalyyttiä tehdyille reaktioille. Reaktioajan pidentäminen ei vaikuttanut tuloksiin. Asetyloinnit lisäsivät tuotteiden liukoisuuksia ja paransivat termoplastisia ominaisuuksia. Tuotteilla jotka oli ensin hydroksipropyloitu ja sitten vielä asetyloitu, oli parhaat ominaisuudet.

Description

Supervisor

Jokela, Reija

Thesis advisor

Mikkonen, Hannu

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553999

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK