Одержання наноцелюлози із волокон льону
Ескіз недоступний
Дата
2018-05
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Магістерська дисертація: стор.113, рис. 19, табл.22, першоджерел 70.
Актуальність теми: покращення показників картонно-паперової продукції, завдяки використанню нового матеріалу для зміцнення фізико-механічних показників, а саме наноцелюлози, отриманої з органосольвентної льняної целюлози. Наноцелюлоза може розглядатися як зміцнююча добавка для покращення показників паперу та картону і тому в магістерський дисертації розроблена технологія одержання наноцелюлози із волокон льону і використано її для поверхневого нанесення на картон для плоских слоїв гофрокартону та додавання у композицію офсетного паперу.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Деякі результати досліджень отримано в процесі виконання держбюджетних науково-дослідних робіт № 2833-п "Розробка і застосування нових екологічно безпечних технологій отримання наноцелюлози, продуктів хімічних і фармацевтичних виробництв із недеревної рослинної сировини" (номер держреєстрації 0115 U 002411) та № 2002-п «Розробка екологічно більш чистих технологій одержання композиційних матеріалів на основі наноцелюлози, мікрокристалічної та оксицелюлози із вітчизняної рослинної сировини» (номер держреєстрації 0117 U 004265).
Мета і задачі дослідження. Метою магістерської дисертації є одержання целюлози із волокон льону екологічно безпечними способами делігніфікації, розробка технології отримання наноцелюлози із лляної органосольвентної целюлози та застосування наноцелюлози у виробництві масових видів паперу і картону – офсетного паперу і картону для плоских шарів гофрокартону.
Для досягнення вказаної мети було поставлено наступні задачі:
1. Провести аналітичний огляд літератури основних характеристик наноцелюлози, способів її виготовлення та галузей використання.
2. Проаналізувати вплив тривалості лужної обробки волокон льону на показники волокнистого напівфабрикату.
3. Одержати целюлозу із волокон льону органосольвентним способом з використанням оцтової кислоти і пероксиду водню. Дослідити вплив параметрів процесу делігніфікації волокон льону сумішшю оцтової кислоти та пероксиду водню на показники якості отриманої целюлози.
4. Дослідити вплив умов гідролізу сульфатною кислотою на показники якості наноцелюлози.
5. Дослідити залежність зміни рН суспензії наноцелюлози від кількості центрифугувань та діаліз.
6. Дослідити вплив тривалості ультразвукової обробки на показники якості лляної наноцелюлози.
7. Виготовити та дослідити зразки паперу та картону тарного макулатурного з використанням поверхневої обробки лляної наноцелюлозою та додавання наноцелюлози в композиції офсетного паперу
Об’єкт дослідження – процеси одержання із волокон льону органосольвентної целюлози, наноцелюлози та паперу і картону з її використанням.
Предмет дослідження – технологічні параметри процесу одержання целюлози і наноцелюлози із волокон льону та використання лляної наноцелюлози.
Методи дослідження: для визначення хімічного складу рослинної сировини, показників якості лляного волокна і целюлози використовували хімічні, фізико-хімічні та фізико-механічні методи аналізу. Для визначення показників міцності отриманого паперу та картону використовували стандартні методики. Для дослідження показників наноцелюлозних плівок визначали прозорість за допомогою двохпроменевого спектрофотометра 4802 UNICO; щільність плівок знімки скануючої електронної мікроскопії отримано на приладі РЕМ – 106І, методом атомної силової мікроскопії АСМ отримано топографічні зображення наноцелюлози з волокон льону та її 3D проекція.
Для одержання математичних залежностей показників якості окисно-органосольвентних лляних ВНФ від їх технологічних параметрів використовували повний факторний експеримент ПФЕ.
Наукова новизна одержаних результатів. Одержано целюлозу із волокон льону органосольвентним способом з використанням розчину оцтової кислоти і пероксиду водню. Досліджено вплив параметрів процесу делігніфікації волокон льону сумішшю оцтової кислоти та пероксиду водню на показники якості отриманої целюлози.
Проведено обробку органосольвентної целюлози із волокон льону розчином гідроксиду натрію та встановлено залежність зміни показників якості льняної целюлози від температури та тривалості її обробки.
Проведено гідроліз органосольвентної лляної целюлози сульфатною кислотою, встановлено виходу, вмісту золи та залишкового лігніну від тривалості варіння. Проведено ультразвукову обробку лляної наноцелюлози. Досліджено вплив зміни тривалості ультразвукової обробки на прозорість наноцелюлозних плівок. Визначено фізико-хімічні характеристики целюлозних наноплівок.
Поверхню картону для плоских слоїв гофрокартону було оброблено суспензією лляної наноцелюлози і досліджено фізико-механічні показники отриманого картону з поверхневим нанесенням та офсетного паперу з додаванням наноцелюлози.
Практичне значення одержаних результатів. Показана можливість використання волокон льону як сировини для одержання целюлози, придатної для виробництва наноцелюлози, та використання її для виробинцтва масових видів паперу і картону.
Апробація результатів дисертації.
Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 3 друкованих праць, у тому числі 1 стаття у популярному науковому виданні (Кедровська А. М., Ященко О. В., Барбаш В. А. Отримання органосольвентної целюлози з волокон льону// Збірник тез доповідей XIII міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених ”Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання” (29-30 листопада 2017 р. м. Київ) / Укладач Я.М. Корнієнко. – К.: «КПІ ім. Ігоря Сікорського», 2017. – 106 c, с.59-60; Кедровська А.М Ященко О.В., Барбаш В. А. Отримання наноцелюлози із волокон льону// Збірник тез доповідей XIII міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених ”Ресурсоенергозберігаючі технології та обладнання” (2018 р. м. Київ) / Укладач Я.М. Корнієнко. – К.: «КПІ ім. Ігоря Сікорського», 2018.; V. Barbash, O. Yashchenko and A. Kedrovska / Preparation and Properties of Nanocellulose from Peracetic Flax Pulp // Journal of Scientific Research & Reports 16(1): 1-10, 2017.)
Опис
Ключові слова
волокно льону, лужна обробка, органосольвентне варіння, лігнін, гідроліз, ультразвук, наноцелюлоза, картон, папір, flax fibes, alkaline treatment, organosolvent delignification, lignin, hydrolysis, ultrasound, nanocellulose, cardboard, paper
Бібліографічний опис
Кедровська, А. М. Одержання наноцелюлози із волокон льону : магістерська дис. : 161 Хімічні технології та інженерія / Кедровська Анастасія Миколаївна. – Київ, 2018. – 113 с.