Одержання, властивості і використання наноцелюлози із стебел очерету Pharagmites australis

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБарбаш, Валерій Анатолійович
dc.contributor.authorГондовська, Анна Сергіївна
dc.date.accessioned2021-06-18T10:12:38Z
dc.date.available2021-06-18T10:12:38Z
dc.date.issued2021-05
dc.description.abstractenMaster’s dissertation: p. 96, tabl. 20, fig. 17, sources 59 Relevance of the theme: In recent years, there has been a growing interest in the production of materials from biodegradable raw materials, renewed annually and not inferior to products made from oil, gas and coal. New technologies for processing vegetable raw materials into consumer goods contribute to the sustainable development of society, solving environmental and economic problems. Products derived from renewable plant materials, in particular nanocellulose, are widely used as a reinforcing additive to improve the performance of paper and cardboard. For the production of nanocellulose in world practice use cellulose from coniferous and deciduous wood. But due to the fact that the wood resource has a longer recovery cycle, the search for non- woody plant raw materials, which has the ability to recover annually, remains relevant. Relationship with scientific programs, plans, themes. Some research results were obtained in the process of state budget research No 2301-n "Environmentally friendly technologies for processing non-woody vegetable raw materials into nanocellulose composite materials for organic packaging and green flexible electronics" (state registration number 0120U102056). The purpose and task of the study. The aim of the master's dissertation is to obtain from the stalks of reeds Pharagmites australis cellulose by organosolvent delignification, obtaining nanocellulose from the oxidant 2,2,6,6-tetramethylpiperidine- 1-oxyl (TEMRO) and the use of panocycloperolose to improve . To achieve this goal, the following tasks were set: 1. To conduct an analytical review of the literature on the main characteristics of nanocellulose, methods of its production from plant raw materials and areas of its application. 2. To analyze the influence of alkali concentration and duration of alkaline treatment on the indicators of reed fibrous semi-finished product. 3. Obtain organosolvent reed cellulose using acetic acid and hydrogen peroxide and investigate its quality indicators. 4. Investigate the process of obtaining nanocellulose from organosolvent reed cellulose in the oxidant medium of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMRO). 5. Investigate the effect of reed nanocellulose costs on the physical and mechanical properties of food packaging paper. The object of research is the processes of processing Pharagmites australis reed stalks into organosolvent cellulose, nanocellulose and food packaging paper. The subject of the research is the technological parameters of the process of obtaining cellulose and nanocellulose from reed stalks of Pharagmites australis and the use of nanocellulose in the production of paper for food packaging. Research methods to determine the chemical composition of plant raw materials and cellulose quality indicators used standard chemical, physico-chemical and physico- mechanical methods of analysis. Scanning electron and atomic force microscopy, X-ray diffraction, IR spectroscopy, and thermogravimetric analysis were used to study nanocellulose parameters. Standard methods were used to determine the quality of the resulting packaging paper. The scientific novelty of the obtained results. Cellulose from Pharagmites australis reed stalks was obtained by organosolvent method using a solution of acetic acid and hydrogen peroxide and the influence of delignification process parameters on the quality indicators of the obtained cellulose was investigated. The dependence of the change of cellulose quality indicators on the temperature and duration of its treatment with sodium hydroxide solution was established. Oxidation of organosolvent cellulose from reed stalks in 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (TEMRO) medium and ultrasonic treatment of nanocellulose were performed. The influence of changes in the duration of cellulose oxidation and TEMPO oxidant consumption on nanocellulose quality indicators was studied. Physicochemical characteristics of nanocellulose films are determined. The process of surface treatment with a suspension of nanocellulose from Pharagmites australis reed stalks of laboratory samples of paper for food products from cellulose and waste paper was studied and the physical and mechanical parameters of the obtained paper were determined. The practical significance of the obtained results. The possibility of using reed stalks of Pharagmites australis as a raw material for the production of cellulose suitable for the production of nanocellulose and its use for the production of paper for food packaging is shown. Approbation of dissertation results. According to the results of the dissertation 4 published works were published, including 2 articles in professional journals, one of which is part of the scientific-metric database Scopus, 2 abstracts at international scientific-practical conferences and received 1 patent of Ukraine for a utility model.uk
dc.description.abstractukМагістерська дисертація: 96 стор.; 17 рис.; 20 табл., 59 першоджерел Актуальність теми: Останніми роками зрісла зацікавленість до виробництва матеріалів з сировини, яка біорозкладається, щорічно відновлюється і не поступається продукції, виготовленної з нафти, газу, вугілля. Нові технології перероблення рослинної сировини у товарів широкого споживання сприяють сталому розвитку суспільства, вирішенню екологічних та економічних проблем. Продукти, що отримають з поновлюваних рослинної сировини, зокрема наноцелюлоза, широко застосовують як зміцнююча добавка для покращення показників паперу і картону. Для виробництва наноцелюлози у світовій практиці використовують целюлозу із хвойної і листяної порід деревини. Але в зв’язку з тим, що деревиний ресурс має триваліший цикл відновлення відновлення, актуальними залишаються пошуки недеревної рослинної сировини, яка має здатність щорічно відновлюватись. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Деякі результати досліджень отримано в процесі виконання держбюджетної науково- дослідної роботи No 2301-п «Екологічно безпечні технології перероблення недеревної рослинної сировини у наноцелюлозні композиційні матеріали для органічного пакування і зеленої гнучкої електроніки» (номер держреєстрації 0120U102056). Мета і задачі дослідження. Метою магістерської дисертації є отримання із стебел очерету Pharagmites australis целюлози органосольвентним способом делігніфікації, одержання з неї наноцелюлози в середовищі окисника 2,2,6,6- тетраметилпіперидин-1-оксилу (ТЕМРО) та використання наноцелюлози для покращення фізико-механічних показників паперу для пакування. Для досягнення вказаної мети було поставлено наступні задачі: 1. Провести аналітичний огляд літератури основних характеристик наноцелюлози, способів її одержання із рослинної сировини та сфер її застосування. 2. Проаналізувати вплив концентрації лугу і тривалості лужної обробки на показники очеретяного волокнистого напівфабрикату. 3. Одержати органосольвентну очеретяну целюлозу з використанням оцтової кислоти і пероксиду водню та дослідити її показники якості. 4. Дослідити процес одержання наноцелюлози із органосольвентної очеретяної целюлози в середовищі окисника 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1- оксилу (ТЕМРО). 5. Дослідити вплив витрат очеретяної наноцелюлози на фізико-механічні показники паперу для пакування харчових продуктів. Об’єкт дослідження – процеси перероблення стебел очерету Pharagmites australis у органосольвентну целюлозу, наноцелюлозу та папір для пакування харчових продуктів. Предмет дослідження – технологічні параметри процесу одержання целюлози і наноцелюлози із стебел очерету Pharagmites australis та використання наноцелюлози у виробництві паперу для пакування харчових продуктів. Методи досліджень – для визначення хімічного складу рослинної сировини та показників якості целюлози використовували стандартні хімічні, фізико-хімічні та фізико-механічні методи аналізу. Для дослідження показників наноцелюлози використовували методи скануючої електронної та атомної силової мікроскопії, метод рентгенівської дифракції, ІЧ-спектроскопії, термогравіметричного аналізу. Для визначення показників якості отриманого паперу для пакування використовували стандартні методики. Наукова новизна одержаних результатів. Одержано целюлозу із стебел очерету Pharagmites australis органосольвентним способом з використанням розчину оцтової кислоти і пероксиду водню та досліджено вплив параметрів процесу делігніфікації на показники якості отриманої целюлози. Встановлено залежність зміни показників якості целюлози від температури та тривалості її обробки розчином гідроксиду натрію. Проведено окиснення органосольвентної целюлози із стебел очерету в середовищі 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксилу (ТЕМРО) та ультразвукову обробку наноцелюлози. Досліджено вплив зміни тривалості окиснення целюлози та витрат окисника ТЕМПО на показники якості наноцелюлози. Визначено фізико-хімічні характеристики наноцелюлозних плівок. Досліджено процес поверхневої обробки суспензією наноцелюлози із стебел очерету Pharagmites australis лабораторних зразків паперу для харчових продуктів із целюлози і макулатури та визначено фізико-механічні показники отриманого паперу. Практичне значення одержаних результатів. Показана можливість використання стебел очерету Pharagmites australis як сировини для одержання целюлози, придатної для виробництва наноцелюлози, та використання її для виробинцтва паперу для пакування харчових продуктів. Апробація результатів дисертації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 4 друкованих праць, в тому числі 2 статі у фахових журналах, один із яких входить до науковметричної бази Scopus, 2 тез на міжнародних науково- практичних конференціях та отримано 1 патент України на корисну модель.uk
dc.format.page96 с.uk
dc.identifier.citationГондовська, А. С. Одержання, властивості і використання наноцелюлози із стебел очерету Pharagmites australis : магістерська дис. : 161 Хімічні технології та інженерія / Гондовська Анна Сергіївна. – Київ, 2021. – 96 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/41614
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectстебло очеретуuk
dc.subjectорганосольвентне варінняuk
dc.subjectлужна обробкаuk
dc.subjectвихідuk
dc.subjectокисненняuk
dc.subjectультразвукова обробкаuk
dc.subjectнаноцелюлозаuk
dc.subjectпапірuk
dc.subjectreed stalkuk
dc.subjectorganosolvent cookinguk
dc.subjectalkaline treatmentuk
dc.subjectyielduk
dc.subjectoxidationuk
dc.subjectultrasound treatmentuk
dc.subjectnanocelluloseuk
dc.subjectpaperuk
dc.subject.udc676.166.6+66.094.3-92+676.24uk
dc.titleОдержання, властивості і використання наноцелюлози із стебел очерету Pharagmites australisuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Hondovska_magistr.pdf
Розмір:
2.1 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕТРП)
Магістерські роботи