Additive-Driven Improvements in Interfacial Properties and Processing of TMP-Polymer Composites
Doctoral thesis, 2023
The experimental work explores the effect of these additives on the properties of TMP composites of ethylene acrylic acid copolymer (EAA) and polypropylene (PP) matrices. The dynamic mechanical analysis (DMA) and mechanical analysis results reveal that MoS2 exhibits superior interaction with TMP fibres, yielding enhanced interfacial properties compared to MgSt in between EAA and TMP fibres. Rheological studies elucidate the transition from a fluid-like state to a network-like structure upon the incorporation of TMP into the PP matrix. The incorporation of AKD with C18 reduces the viscosity of TMP-PP composites and PP itself, and, as determined through theoretical Hansen solubility parameter (HSP) calculations, increases compatibility between cellulose in TMP fibres and PP. The addition of AKD influences both the colour (lighter) and shape (smoother surface) of the extrudate filaments in the TMP-PP composites, indicative of improved processing. In addition, frictional analysis demonstrates the reduction of the coefficient of friction (COF) between metal and TMP fibre by MgSt and AKD treatments.
molybdenum disulfide
magnesium stearate
thermomechanical pulp
alkyl ketene dimer
friction
rheology
Author
Seyedehsan Hosseini
Chalmers, Chemistry and Chemical Engineering, Chemistry and Biochemistry
Molybdenum disulphide—A traditional external lubricant that shows interesting interphase properties in pulp-based composites
Polymer Composites,;Vol. 42(2021)p. 4884-4896
Journal article
Alkyl ketene dimer modification of thermomechanical pulp promotes processability with polypropylene
Polymer Composites,;Vol. 45(2024)p. 825-835
Journal article
Reducing friction between metal and thermo-mechanical pulp using alkyl ketene dimers and magnesium stearate Seyedehsan Hosseini, Roujin Ghaffari, Anette Larsson, Gunnar Westman, and Anna Ström
Det finns dock utmaningar. TMP-fibrer flödar inte under höga temperaturer, vilket syntetiska polymerer gör. På grund av detta tillsätter man ofta TMP till en matrix av syntetiska polymerer, vilket förbättrar flödesegenskaperna något, men tillsats av höga halter TMP gör produktion svår och energikrävande. Dessutom blandar TMP dåligt med syntetiska polymerer, vilket ytterligare komplicerar bearbetning. I det här arbetet undersöker jag om bearbetning av TMP och syntetiska polymerer kan förenklas genom tillsats av magnesium stearat (MgSt), molybdenum disulfide och alkyl keten dimer (AKD).
Resultaten visar att alla tillsatser förbättrade interaktionen mellan syntetiska polymeren och TMP-fibrerna. Dessutom visar resultaten att tillsatts av AKD till TMP-fibrer möjligen förenklar bearbetning av TMP med polypropylen, en syntetisk polymer. Resultaten visar också att friktionen mellan TMP och metall reduceras vid temperaturer relevanta för termisk bearbetning, om MgSt och AKD tillsätts. Reducerad friktion mellan metall och TMP kan potentiellt ha inverkan på helhetsbearbetning.
Subject Categories
Polymer Chemistry
Physical Chemistry
Paper, Pulp and Fiber Technology
Manufacturing, Surface and Joining Technology
Polymer Technologies
Textile, Rubber and Polymeric Materials
Materials Chemistry
Metallurgy and Metallic Materials
Organic Chemistry
Composite Science and Engineering
Driving Forces
Sustainable development
ISBN
978-91-7905-940-8
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 5406
Publisher
Chalmers
Lecture hall 10:an, Kemigården 4, Gothenburg
Opponent: Professor Mark Hughes