Rheological and mechanical properties of systems containing nanocellulose
Doctoral thesis, 2016
Shear rheology
Cellulose nanocrystals
Cellulose nanofibrils
Mechanical properties
Dynamic-mechanical analysis
Composites
Extensional rheology
Author
Tobias Moberg
Chalmers, Materials and Manufacturing Technology, Polymeric Materials and Composites
Inom ramen för det här arbetet har intresset i första hand riktats mot cellulosa, som utgör den största beståndsdelen av trämaterialet. Speciellt har vissa egenskaper hos nanocellulosa, som något förenklat är cellulosapartiklar eller fibriller i nanometerskala, studerats. Materialet kan tas fram från trä på flera olika sätt vilket i viss mån påverkar dess egenskaper. Nanocellulosa antas vara starkt och styvt, vilket är bra egenskaper för kompositmaterial. Att det dessutom är förnybart innebär att man har en potentiell ersättare av glasfiber i kompositmaterial. I den här avhandlingen visas bland annat att nanocellulosa kan styva upp och förstärka vissa polymermaterial (plaster) högst väsentligt. Ett problem med nanocellulosan är dock att det framställs i form av en vattenbaserad suspension som inte är helt enkel att kombinera med andra material eller att använda i olika tillverkningsprocesser. De reologiska egenskaperna (eller flytegenskaperna) hos suspensionen är därför av stort intresse eftersom bearbetningen eller tillverkningen måste ske i en vätskefas.
De reologiska egenskaperna hos suspensioner eller plastsmältor innehållande nanocellulosa har studerats för att få en bättre uppfattning vilka materialegenskaper som påverkar flytförmågan. Det visade sig att ökande koncentration av nanocellulosa i suspensionerna gav en högre viskositet, det vill säga de blev mer trögflytande. Dessutom visade det sig att ytmodifieringar av nanocellulosan har en väldigt tydlig effekt på både viskositeten och andra reologiska egenskaper, de kan faktiskt både öka och minska beroende på behandlingen.
Subject Categories
Polymer Chemistry
Polymer Technologies
Composite Science and Engineering
Driving Forces
Sustainable development
Areas of Advance
Nanoscience and Nanotechnology (SO 2010-2017, EI 2018-)
Materials Science
ISBN
978-91-7597-505-4
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 4186
Publisher
Chalmers
VDL-room, Chalmers tvärgata 4, Gothenburg
Opponent: Professor Mikael Hedenqvist, KTH - Royal Institute of Technology, Stockholm