Modyfikacja powierzchniowa nanokryształów celulozowych bezwodnikiem bursztynowym oraz wykorzystanie otrzymanego bio-napełniacza do modyfikacji polimerów wytwarzanych z surowców odnawialnych
Wariant tytułu
Surface modification of cellulose nanocrystals with succinic anhydride and the use of the obtained bio-filler for modification of polymers produced from renewable raw materials
Praca doktorska dotyczy otrzymania nanokryształów celulozy (CNC) na drodze hydrolizy celulozy w roztworze kwasu fosforowego(V) oraz doboru warunków ich modyfikacji poprzez reakcję z bezwodnikiem bursztynowym w polu promieniowania mikrofalowego. Opracowano najkorzystniejsze warunki ich liofilizacji z zastosowaniem środków krioochronnych. Określono warunki powierzchniowej modyfikacji CNC za pomocą bezwodnika bursztynowego pod kątem ich zastosowania jako napełniacza w kompozytach biopolimerowych. Następnie zbadano możliwości wytwarzania nanokompozytów o osnowie biopoliamidu 10.12, polilaktydu i poli(3-hydroksymaślanu-co-3-hydroksywalerianianu) z wytworzonymi nanokryształami celulozowymi. Kompozyty wytworzone zostały metodą wytłaczania w stopie. Przeanalizowano również wpływ nanonapełniacza na właściwości badanych biopolimerów. Właściwości wytworzonych materiałów analizowano przy zastosowaniu metod DLS, FTIR, WAXD, SEM oraz TG.
The doctoral thesis concerns the microcrystalline cellulose hydrolysis in phosphoric acid solution in order to obtain cellulose nanocrystals (CNC). It continues with the determination of the most favourable conditions for CNC freeze-drying with the use of cryoprotective agents. Afterwards, conditions of CNCs modification under microwave irradiation by reaction with succinic anhydride were optimized. Further work included the use of cellulose nanocrystals as a filler for biopolyamide 10.12, polylactide and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). The composites were made by melt extrusion. The research began with determining the optimal processing parameters of individual nanocomposites. Afterwards, the effect of unmodified and modified nanofiller on selected properties of biopolymers was compared. The influence of the percentage content of unmodified and modified CNC on the morphology, thermal properties and dynamic mechanical properties of the biopolymers was also analysed. Biocomposites were characterized using SEM, DSC, WAXD, DMA and TGA techniques.
