Thermoplastic Cellulose-Based Compound for Additive Manufacturing
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Immonen, Kirsi; Willberg-keyriläinen, Pia; Ropponen, Jarmo; Nurmela, Asta; Metsä-kortelainen, Sini; Kaukoniemi, Otto-ville; Kangas, Heli
Tiivistelmä
The increasing environmental awareness is driving towards novel sustainable high-performance materials applicable for future manufacturing technologies like additive manufacturing (AM). Cellulose is abundantly available renewable and sustainable raw material. This work focused on studying the properties of thermoplastic cellulose-based composites and their properties using injection molding and 3D printing of granules. The aim was to maximize the cellulose content in composites. Different compounds were prepared using cellulose acetate propionate (CAP) and commercial cellulose acetate propionate with plasticizer (CP) as polymer matrices, microcellulose (mc) and novel cellulose-ester additives; cellulose octanoate (C8) and cellulose palmitate (C16). The performance of compounds was compared to a commercial poly(lactic acid)-based cellulose fiber containing composite. As a result, CP-based compounds had tensile and Charpy impact strength properties comparable to commercial reference, but lower modulus. CP-compounds showed glass transition temperature (Tg) over 58% and heat distortion temperature (HDT) 12% higher compared to reference. CAP with C16 had HDT 82.1 °C. All the compounds were 3D printable using granular printing, but CAP compounds had challenges with printed layer adhesion. This study shows the potential to tailor thermoplastic cellulose-based composite materials, although more research is needed before obtaining all-cellulose 3D printable composite material with high-performance.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €
1622
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi
2021
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.3390/molecules26061701
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä