Search

Tämän työn tavoitteena oli tutkia UV-absorboivien selluloosananokiteiden valmistusta ja käyttöä kalvojen lisäaineena estämään UV-säteiden läpäisyä sekä toimimaan lujitteena kalvomateriaalissa. Työn kirjallisuuskatsauksessa etsittiin tietoa selluloosasta, selluloosananokiteistä, selluloosananokidekomposiittien ominaisuuksista sekä metallinanopartikkeleiden käytöstä kalvorakenteissa. Työ koostui pääasiassa kokeellisesta osiosta, jossa valmistettiin perjodaattihapetuksen avulla UV-absorboivia selluloosananokiteitä, joita käytettiin polyvinyylialkoholifilmien lisäaineena. Työssä valmistettiin viisi kalvoa, joihin lisättiin erisuuruiset määrät selluloosananokiteitä. Kuudes valmistettu kalvo toimi vertailukohteena, ja tähän ei lisätty selluloosananokiteitä. Valmistetuista kalvoista mitattiin kalvojen vetolujuudet ja läpinäkyvyydet eli transmittanssit. Valmistetuista kalvoista mitattiin vetolujuudet käyttäen kuitu- ja partikkelitekniikan laboratorion vetolujuuslaitteistoa. Läpinäkyvyys- eli transmittanssimittaukset mitattiin UV-Vis-spektrometrillä. Kalvomittausten lisäksi suoritettiin transmittanssi- ja absorptiomittauksia nanoselluloosaliuosnäytteistä, joiden avulla pystyttiin vahvistamaan kalvomittauksien tuloksia. Mittaustuloksista havaittiin, että selluloosananokiteiden lisääminen kalvojen lisäaineeksi parantaa kalvojen mekaanisia ja optisia ominaisuuksia. Vetolujuusmittauksia tehdessä näytepalojen venymä kuitenkin vaihteli melko paljon jokaisen kalvon kohdalla, vaikka vetolujuuksien suuruuksissa ei tapahtunut merkittävää hajontaa. Tämä voi johtua mm. kalvojen valmistuksessa johtuneista virheistä. Näytepalojen rakenteeseen saattoi vaikuttaa heikentävästi se, että vakuumin avulla ei saatu aivan pienimpiä ilmakuplia poistettua tai koska alustalle valetut kalvot säilytettiin laboratoriokaapeissa, missä on mahdollista että kalvoihin pääsi pieniä määriä pölyä tms. Tulokset olivat kuitenkin pääasiassa onnistuneet, kun niitä vertaillaan aikaisempiin tutkimuksiin. Selluloosananokiteiden käyttö esimerkiksi pakkausmateriaalien lisäaineena on tällä hetkellä suuren kiinnostuksen kohteena tutkijoiden keskuudessa, sillä niiden ympäristöystävällisemmät ja luonnolliset ominaisuudet ovat vahva haastaja raskaampien ja haitallisempien metallinanopartikkeleiden käytön korvaajaksi kalvomateriaalien lisäaineena. Tässä työssä käytettiin kuitenkin vain yhtä kalvomateriaalia, johon selluloosananokiteitä lisättiin, joten tuloksia ei voida yleistää niin, että selluloosananokiteiden lisääminen parantaisi kaikkien kalvomateriaalien ominaisuuksia.