Browsing by Author "Iivanainen, Tatu"

Tässä tutkielmassa on perehdytty kirjallisuuskatsauksen avulla kiinteässä tilassa olevan selluloosan muokkaukseen kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia reagensseja käyttäen sekä erilaisiin selluloosan aktivointitapoihin mekaanisesta käsittelystä säteilytykseen. Tutkielman kokeellisessa osassa on selluloosan asylointireaktiota on parametrisoitu ionisissa nesteissä ja liuotinsysteemeissä. Selluloosa on uusiutuva raaka-aine – sitä voi olla jopa 90 prosenttia puun massasta – jonka käyttökohteet ovat jo nyt monipuolisia, mutta josta toivotaan öljypohjaisten tuotteiden osittaista korvaajaa lähitulevaisuudessa. Koska selluloosa on voimakkaasti vetysitoutunut luonnonpolymeeri, sen rakenne aiheuttaa useita haasteita muokkaukselle. Esimerkiksi sen liuottaminen onnistuu vain harvoihin liuottimiin. Selluloosasta voidaan kuitenkin tehdä käyttökelpoisia tuotteita myös ilman liuotusta. Kaasumaisilla ja nestemäisillä reagensseilla voidaan muokata kiinteän selluloosan pintaa ja jopa pintaa syvemmältä. Näin voidaan saavuttaa käyttötarkoitukseen sopiva tuote liuostilassa tehtyjä johdannaisia helpommin. Esimerkiksi paperin pintaa voidaan muokata hydrofobiseksi. Kiinteillä reagensseilla selluloosaa saadaan muokattua, kun sitä jauhetaan yhdessä reagenssien kanssa. Liuoksessa selluloosasta on tehty paljon tutkimusta ja julkaistu useita erilaisia johdannaisia eri liuottimissa. Eri reaktioparametrien vaikutusta tuotteisiin ei kuitenkaan ole julkaista laajemmalti, joten jokaisen uuden tuotteen kohdalla parametrisointi täytyy tehdä erikseen. Tässä tutkimuksessa tuotettiin heksanoyyliselluloosaa mikrokiteisestä selluloosasta liuotinsysteemissä (DMAc/LiCl) ja kahdessa ionisessa nesteessä ([amim]Cl ja [mmim]Me2PO4). Heksanoyyliselluloosan synteesiä muuteltiin liuottimen, reaktiossa käytetyn emäksen, reaktioajan ja selluloosan konsentraation suhteen. Tuotteet karakterisoitiin IR- ja NMR-spektroskopialla ja kokoeksluusiokromatografialla. Tutkimuksessa havaittiin käytetyn liuotinsysteemin olevan ionisia nesteitä parempi paitsi siksi, että sillä saatiin aikaiseksi substituoituneempia tuotteita, myös siksi, että se lyhensi selluloosan ketjua vähemmän kuin ioniset nesteet.