undefined

Fibrillation and characterization of lignin-containing neutral sulphite (NS) pulps rich in hemicelluloses and anionic charge

Julkaisuvuosi

2020

Tekijät

Hanhikoski, Saara; Solala, Iina; Lahtinen, Panu; Niemelä, Klaus; Vuorinen, Tapani

Tiivistelmä

The potential of neutral sulphite pulps from softwood with different yields (c. 58–84%) and high residual lignin contents (c. 10–25 wt%) was investigated as a raw material for lignin-containing cellulose nanofibrils (LCNFs) by following their fibrillation during grinding. It was found that the lower yield (58–65%) pulps needed two grinding cycles to produce fibrillated fibers with water retention values (WRV) as high as 400 g/g (at the energy consumption level of 1400 kWh/t). In contrast, the high yield (77–84%) pulps fibrillated more slowly, requiring five grinding cycles to reach comparable WRV values. Apparently, higher crosslinking degrees of lignin in the high yield pulps are hampering the fibrillation, although the high hemicellulose contents (21–24 wt%) and the high charge densities (200–350 µmol/g, originating from carboxylic and sulphonic acid groups) of the pulps were expected to enhance the fibrillation. Nevertheless, regardless of the different fibrillation behaviour, most of the pulps formed c. 10–15% of nanosized material below 30 nm and significant amounts of fibrils with size under 100 nm based on the centrifugation method and FE-SEM images. As the pulps were of moderate to high yield and fibrillated easily without any chemical or enzymatic pretreatments, they show promise for cost-efficient production of LCNFs. The nanopapers prepared from the fibrillated pulps showed tensile strengths (73–125 MPa) comparable with the nanopapers from high yield mechanical pulps, whereas the water contact angles (41°–58°) were closer the those of chemical pulps.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Aalto-yliopisto

Solala Iina Orcid -palvelun logo

Vuorinen Tapani Orcid -palvelun logo

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Niemelä Klaus

Lahtinen Panu

Hanhikoski Saara

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

SPRINGER

Volyymi

27

Numero

12

Sivut

7203-7214

Julkaisu­foorumi

53222

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Kemia; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia; Materiaalitekniikka; Nanoteknologia

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Kyllä

DOI

10.1007/s10570-020-03237-z

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä