Ресурсоощадна технологія одержання наноцелюлози із недеревної рослинної сировини

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЯщенко, Ольга Василівна
dc.date.accessioned2021-03-26T11:00:41Z
dc.date.available2021-03-26T11:00:41Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the production from non-wood plant raw materials of nanocellulose and composite materials based on it. The processes of cooking pulp from non-wood plant raw materials in organic solvents in order to obtain cellulose suitable for chemical processing have been studied. It was found that preliminary alkaline treatment of plant raw materials with a 5% NaOH solution at a temperature of (97 ± 2) °С for 90 min leads to the removal of more than 50% of lignin and about 80% of minerals from plant materials, which contributes to subsequent efficient delignification in the process of organosolv pulping. Organosolv pulping in a mixture of peracetic acid for 180 min allows to obtain pulp with a minimum content of lignin (up to 0.61%) and minerals (up to 0.09%), which is suitable for subsequent production of nanocellulose from it. The process of hydrolysis of organosolv pulp with sulfuric acid solutions has been improved. Effective parameters of technological factors of nanocellulose production were obtained experimentally and with the use of mathematical methods. It has been proven that as a result of the hydrolysis of organosolv pulp from non-wood plant raw materials and the treatment of the suspension with ultrasound, nanoparticles with a transverse size of 10-60 nm and a crystallinity index of up to 80% were obtained. The obtained nanocellulose films are characterized by tensile strength up to 70 MPa and transparency up to 74% in the visible region of the spectrum. It were established, dependences of the quality indicators of nanocellulose (density, thickness, transparency, physical and mechanical parameters) of the main technological parameters: temperature, duration of hydrolysis and ultrasound treatment, concentration of sulfuric acid. In order to determine the quality indicators of organosolv cellulose and nanocellulose, a number of chemical and instrumental methods of analysis were performed. Analysis of the chemical composition of non-wood plant raw material showed the feasibility of using it as a source of cellulose. Images of scanning electron microscopy confirmed the size loss of stems and fibers of plant raw materials and cellulose as a result of their thermochemical treatment. The X-ray spectra of the feedstock, cellulose and nanocellulose indicate an increase in the crystallinity index of the material with each subsequent step of thermochemical treatment. Transmission electron microscopy and atomic force microscopy were performed to determine the size of obtained nanocellulose samples. Analysis of the study of nanocellulose solutions from the investigated representatives of non-wood plant raw materials, confirmed the receipt of nanoparticles of material in size 16 - 40 nm. The positive effect of nanocellulose application on the physical and mechanical properties of paper and cardboard was established. The use of nanocellulose on the surface of paper and cardboard has shown that the application of 5 g/m2 of nanocellulose, the resistance of corrugated paper to flat compression increases by 34% that is 15% more than the standard requirements. It was found that the use of 0.1% nanocellulose by weight of cement paste reduces the amount of water required for its mixing by 17% accelerates the curing process and increases the adhesion strength of cement samples by 37%, which allows the use of nanocellulose in cement slurries and repair mixtures. The feasibility of introducing nanocellulose into the cement composition is confirmed by the act of implementation at the cement industry enterprise.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена розробці ресурсоощадної технології отриманню із недеревної рослинної сировини наноцелюлози та композиційних матеріалів на її основі. Доведена можливість отримання целюлози для виробництва наноцелюлози термохімічною обробкою недеревної рослинної сировини в органічних розчинниках. Розраховано константи швидкості та енергія активації процесу делігніфікації пшеничної соломи. Удосконалено процес гідролізу органосольвентної целюлози розчинами сульфатної кислоти зниженої концентрації. Розраховано математичні моделі процесу гідролізу целюлози із НДРС та ефективні значення технологічних параметрів отримання наноцелюлози. Встановлено позитивний вплив наноцелюлози як зміцнюючої добавки у композиції картонно-паперової продукції. Доцільність введення наноцелюлози в цементну композицію підтверджено актом впровадження на підприємстві цементної промисловості.uk
dc.format.page22 с.uk
dc.identifier.citationЯщенко, О. В. Ресурсоощадна технологія одержання наноцелюлози із недеревної рослинної сировини : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.06 – технологія полімерних і композиційних матеріалів / Ященко Ольга Василівна. – Київ, 2021. – 22 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40252
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectнедеревна рослинна сировинаuk
dc.subjectорганосольвентне варінняuk
dc.subjectцелюлозаuk
dc.subjectнаноцелюлозаuk
dc.subjectкомпозиційний матеріалuk
dc.subjectпапірuk
dc.subjectкартонuk
dc.subjectцементuk
dc.subjectnon-wood plant raw materialuk
dc.subjectorganosolv cookinguk
dc.subjectpulpuk
dc.subjectnanocelluloseuk
dc.subjectcomposite materialuk
dc.subjectpaperuk
dc.subjectcardboarduk
dc.subjectcementuk
dc.subject.udc676.16.022.6.034+676.166.6+676.2+ 620.3uk
dc.titleРесурсоощадна технологія одержання наноцелюлози із недеревної рослинної сировиниuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Yaschchenko_aref.pdf
Розмір:
1.24 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

Автореферати (ЕТРП)
Автореферати (вільний доступ)