Одержання наноцелюлози із волокон льону

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБарбаш, Валерій Анатолійович
dc.contributor.authorКедровська, Анастасія Миколаївна
dc.date.accessioned2019-04-11T16:55:27Z
dc.date.available2019-04-11T16:55:27Z
dc.date.issued2018-05
dc.description.abstractenMaster’s dissertation: p.113, tabl. 22, fig. 20. Relevance of the theme: improvement of the indexes of cardboard and paper products, due to the use of new material to strengthen physical and mechanical performance, namely nanocelulose, obtained from organosolvent flax cellulose. Nanocellulose can be considered as a strengthening additive to improve the performance of paper and cardboard and therefore in the master's thesis a technology for obtaining nanocelulose from flaxseed linen has been developed and used for surface application on cardboard for flat layers of corrugated cardboard and addition to the composition of offset paper. Relationship with scientific programs, plans, themes. Some research results were obtained during the implementation of state budget research works No. 2833-p "Development and application of new environmentally safe technologies for the production of nanoceluloses, products of chemical and pharmaceutical industries from non-wood plant raw materials" (state registration number 0115 U 002411) and No. 2002-p " Development of cleaner technologies for obtaining composite materials on the basis of nanocellulose, microcrystalline and oxycellulose from domestic plant raw materials "(state registration number 0117 U 004265). The purpose and tasks of the study. The purpose of the master's thesis is to obtain organosolvent cellulose and nanocellulose from flax fiber, further obtaining cardboard for flat layers of corrugated cardboard with surface application of nanocelulose instead of sizing agents to provide the necessary indicators of its quality, and adding nanocellulose in the composition of offset paper. To achieve this goal, the following tasks were set: 1. To conduct an analytical review of literature on the main characteristics of nanocelulose, methods of its manufacture and areas of use. 2. To analyze the influence of the duration of alkaline processing of flax fibers on the parameters. 3. To obtain cellulose from linen fibers by an organosolvent method using acetic acid and hydrogen peroxide. Investigate the influence of parameters of the process of delignification of flax fibers with a mixture of acetic acid and hydrogen peroxide on the quality indices of the obtained cellulose. 4. To investigate influence of hydrolysis conditions with sulphate acid on the quality indicators of nanocellulose. 5. To investigate the dependence of changing the pH of the suspension of nanocelulose on the number of centrifuges and dialysis. 6. To investigate influence of duration of ultrasonic treatment on quality indices of linen nanocellulose. 7. To produce and examine samples of paper and cardboard waste paper using surface treatment with flax nanocellulose and adding nanocellulose in a composition of offset paper. The object of the study is the processes of obtaining organosolvent cellulose from flax fibers, nanoceluloses and paper and cardboard with its use. Subject of research - technological parameters of the process of obtaining cellulose and nanocelulose from flax fibers and the use of linen nanocellulose. Methods of research: chemical, physico-chemical and physico-mechanical methods of analysis were used to determine the chemical composition of plant material, quality indicators of linen fibers and cellulose. Standard methods were used to determine the strength indicators of the received paper and cardboard. To study the performance of nanocelulose films, transparency was determined using a 4802 UNICO two-beam spectrophotometer; The film density of scanning electron microscopy images was obtained on the REM-106I device, the topographic images of nanocelulose from flax fibers and its 3D projection were obtained by the atomic force microscopy of AFM. Mathematical methods were used to obtain mathematical dependences of the quality indices of oxide-organo-solvent flax nanoparticles from their technological parameters. Scientific novelty of the obtained results: Cellulose from linen fibers is obtained by organosolvent method using a solution of acetic acid and hydrogen peroxide. The influence of parameters of the process of delignification of flax fibers with a mixture of acetic acid and hydrogen peroxide on the quality parameters of the obtained cellulose was studied. The treatment of organosolvent cellulose from flax fibers with sodium hydroxide solution was carried out and the dependence of the change of quality parameters of linen cellulose on the temperature and duration of its processing was established. Hydrolysis of organo-soluble linseed cellulose with sulphate acid was carried out, the yield, ash content and residual lignin was determined from the cooking time. Ultrasound treatment of flax nanocellulose was performed. The effect of changing the duration of ultrasonic processing on the transparency of nanocelulose films is investigated. The physical and chemical characteristics of cellulose nanofilms are determined. The surface of the cardboard for flat layers of corrugated cardboard was treated with a suspension of linen nanocellulose and the physical and mechanical parameters of the received cardboard with surface drawing and offset paper with the addition of nanocellulose were investigated. The practical value of the results. The possibility of using flax fibers as raw materials for the production of cellulose suitable for the production of nanocellulose is shown and use it for the production of massive types of paper and cardboard. Approbation of the results of the dissertation. Publications as a result of the dissertation, 3 published works, including 1 article in a popular scientific publication, published. (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.)uk
dc.description.abstractukМагістерська 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.)uk
dc.format.page113 с.uk
dc.identifier.citationКедровська, А. М. Одержання наноцелюлози із волокон льону : магістерська дис. : 161 Хімічні технології та інженерія / Кедровська Анастасія Миколаївна. – Київ, 2018. – 113 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/27170
dc.language.isoukuk
dc.subjectволокно льонуuk
dc.subjectлужна обробкаuk
dc.subjectорганосольвентне варінняuk
dc.subjectлігнінuk
dc.subjectгідролізuk
dc.subjectультразвукuk
dc.subjectнаноцелюлозаuk
dc.subjectкартонuk
dc.subjectпапірuk
dc.subjectflax fibesuk
dc.subjectalkaline treatmentuk
dc.subjectorganosolvent delignificationuk
dc.subjectligninuk
dc.subjecthydrolysisuk
dc.subjectultrasounduk
dc.subjectnanocelluloseuk
dc.subjectcardboarduk
dc.subjectpaperuk
dc.subject.udc676.166.6+676.2uk
dc.titleОдержання наноцелюлози із волокон льонуuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Kedrovska_magistr.docx
Розмір:
6.02 MB
Формат:
Microsoft Word XML
Опис:
Магістерська дисертація
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.18 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕТРП)
Магістерські роботи