Väitöskirjan nimi

Luonnonkuitujen hienorakenteet ja niiden vaikutus kuitujen käyttömahdollisuuksiin
Studies on the ultrastructure of natural fibres and its effects on the fibre utilization

Väitöskirjan sisältö

Hienorakenteet ovat hyvin pieniä rakenteita, joiden havaitseminen on mahdotonta normaalien valomikroskooppien avulla. Kuitujen hienorakenne vaikuttavat niin luonnonkuitujen, kuitulähteinä toimivien kasvien kuin kuiduista valmistettujen tuotteiden eri ominaisuuksiin.

Väitöskirjassa käsitellään luonnonkuitujen, kuten puu-, pellava- ja hamppukuitujen, käyttäytymistä teollisissa prosesseissa ja kuinka eroavaisuudet kuitujen hienorakenteissa vaikuttavat niiden ominaisuuksiin. Väitöskirjassa yksittäisiä kuituja käsitellään nanokomposiitteina homogeenisen materiaalin sijaan. Tutkimus keskittyi kuitujen komposiittirakenteeseen, kemialliseen koostumukseen ja kemiallisten komponenttien jakaumiin.

Puolustettavassa työssä havaittiin kemiallisten erojen vaikuttavan hyvin vähän luonnonkuitujen ominaisuuksiin. Eroavaisuudet kuitujen komposiittirakenteessa havaittiin vaikuttavan luonnonkuituja sisältävän materiaalin, kuten puun ja paperin ominaisuuksiin huomattavasti kemiallisia eroja enemmän. Kuitujen kemiallisten erojen merkitys korostui kuitujen prosessoinnin aikana, kuten kuumahierreprosessissa ja kemiallisen lehtipuumassan valkaisuprosessissa. Kun kemiallisten eroavaisuuksien vaikutukset tiedostetaan, prosesseja voidaan kehittää soveltumaan erilaisille raaka-aineille ja mahdollisesti myös pienentämään niiden kemikaalikulutusta.

Työssä tutkittiin niinikuiduilla myös sitä, miten mekaanisen kuidutuksen aiheuttamat kuituvauriot vaikuttavat kuitujen jatkojalostukseen. Mekaanisen kuidutuksen havaittiin heikentävän kuitujen lujuusominaisuuksia sekä alttiutta kemialliselle hajoamiselle. Tulokset osoittivat satoja vuosia vanhan kuidutusmenetelmällä valmistettujen kuitujen kelpaamattomuuden modernien luonnonkuitukomposiittien vahvikemateriaaliksi.

Väitöskirjan ala

Puunjalostuksen kemia

Väittelijä

Diplomi-insinööri Tuomas Hänninen

Väitöksen ajankohta

11.11.2011 klo 12

Paikka

Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, puunjalostustekniikan laitos, Auditorio
Tekniikantie 3, Espoo

Vastaväittäjä

Professori Callum Hill, Edinburgh Napier University, Skotlanti

Valvoja

Professori Tapani Vuorinen, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, puunjalostustekniikan laitos

Väitöskirjan verkko-osoite

http://lib.tkk.fi/Diss/201/

Väittelijän yhteystiedot

DI Tuomas Hänninen
tuomas.hanninen@aalto.fi