Usage of Rice Husk as a Filler Material in PHBV based Biopolymer
Rannaste, Erik (2015)
Rannaste, Erik
Oulun ammattikorkeakoulu
2015
Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 1.0 Suomi
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201504013842
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201504013842
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin osana espanjalaisen tutkimusryhmä PIMA:n tutkimusta biopolymeerien käytöstä pakkausmateriaaliteollisuudessa. Tämän opinnäytetyön päätavoitteena oli tutkia, voitaisiinko riisinkuorta käyttää vahvistavana täytemateriaalina PHBV pohjaisessa biopolymeerissä, joka on biohajoava. Opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä biohajoava biopolymeeri riisinkuoresta ja PHBV:stä, jolla olisi paremmat mekaaniset ominaisuudet verrattuna puhtaaseen PHBV:seen.
Metodi opinnäytetyötä varten kehitettiin kirjallisuuslähteiden avulla. Erään lähteen mukaan emäskäsitellyllä riisinkuorella on paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin käsittelemättömällä. Kahta erilaista riisinkuorityyppiä (NaOH käsiteltyä ja käsittelemätöntä) testattiin ja verrattiin keskenään, jotta voitiin todeta pitikö kyseinen lähde paikkansa. Riisinkuorta käsiteltiin 5 % ja 10 % NaOH – liuoksella kahta käsittelyaikaa (24 ja 48 tuntia) käyttäen. Riisinkuoren pinnan morfologiaa tutkittiin SEM:illä ja mikroskoopilla. Todettiin, että paras tulos saavutettiin kun riisinkuorta käsiteltiin 24 tuntia 10 % NaOH – liuoksella. Kalvojen valmistuksessa käytetyt olosuhteet löydettiin kirjallisuudesta. Emäskäsitellystä riisinkuoresta ei saatu kalvoa aikaiseksi, koska emäskäsittely laski riisinkuoren viskositeetin niin alhaiseksi että se meni pilalle.
Adheesio on hyvin voimakasta riisinkuoren ja PHBV:n välillä. Mekaanisten omi-naisuuksien määrityksen perusteella kimmokerroin kasvoi 20 % verrattuna puh-taaseen PHBV:seen, kun kalvon annettiin hajota 1 päivän ajan. Kun 15 päivän kuluttua näytteet mitattiin uudestaan, oli kimmokerroin enää 5 % parempi verrat-tuna puhtaaseen PHBV:seen. Polymeerisekoituksen kiteisyysaste oli säilynyt melkein yhtä suurena kuin puhtaan PHBV:n. Sulamis- ja kiteytymislämpötilat laskivat odotetusti alhaisemmaksi kuin puhtaan PHBV:n. Tämä johtui riisenkuoren lisäyksestä polymeeriin. Kaikki polymeerinäytteet olivat epämuodostuneita tai muuten epätäydellisiä lämpömuovauksen jälkeen, koska jauhetun riisinkuoren partikkelit olivat liian suuria verrattuna kalvon paksuuteen. Jotta riisinkuoresta ja PHBV:stä voitaisiin tehdä kalvoja, täytyisi kalvojen olla paksumpia kuin tässä opinnäytetyössä tehdyt (>140 μm).
Metodi opinnäytetyötä varten kehitettiin kirjallisuuslähteiden avulla. Erään lähteen mukaan emäskäsitellyllä riisinkuorella on paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin käsittelemättömällä. Kahta erilaista riisinkuorityyppiä (NaOH käsiteltyä ja käsittelemätöntä) testattiin ja verrattiin keskenään, jotta voitiin todeta pitikö kyseinen lähde paikkansa. Riisinkuorta käsiteltiin 5 % ja 10 % NaOH – liuoksella kahta käsittelyaikaa (24 ja 48 tuntia) käyttäen. Riisinkuoren pinnan morfologiaa tutkittiin SEM:illä ja mikroskoopilla. Todettiin, että paras tulos saavutettiin kun riisinkuorta käsiteltiin 24 tuntia 10 % NaOH – liuoksella. Kalvojen valmistuksessa käytetyt olosuhteet löydettiin kirjallisuudesta. Emäskäsitellystä riisinkuoresta ei saatu kalvoa aikaiseksi, koska emäskäsittely laski riisinkuoren viskositeetin niin alhaiseksi että se meni pilalle.
Adheesio on hyvin voimakasta riisinkuoren ja PHBV:n välillä. Mekaanisten omi-naisuuksien määrityksen perusteella kimmokerroin kasvoi 20 % verrattuna puh-taaseen PHBV:seen, kun kalvon annettiin hajota 1 päivän ajan. Kun 15 päivän kuluttua näytteet mitattiin uudestaan, oli kimmokerroin enää 5 % parempi verrat-tuna puhtaaseen PHBV:seen. Polymeerisekoituksen kiteisyysaste oli säilynyt melkein yhtä suurena kuin puhtaan PHBV:n. Sulamis- ja kiteytymislämpötilat laskivat odotetusti alhaisemmaksi kuin puhtaan PHBV:n. Tämä johtui riisenkuoren lisäyksestä polymeeriin. Kaikki polymeerinäytteet olivat epämuodostuneita tai muuten epätäydellisiä lämpömuovauksen jälkeen, koska jauhetun riisinkuoren partikkelit olivat liian suuria verrattuna kalvon paksuuteen. Jotta riisinkuoresta ja PHBV:stä voitaisiin tehdä kalvoja, täytyisi kalvojen olla paksumpia kuin tässä opinnäytetyössä tehdyt (>140 μm).