undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Kangas Heli Orcid -palvelun logo

Kaukoniemi Otto-ville Orcid -palvelun logo

Willberg-keyriläinen Pia Orcid -palvelun logo

Metsä-kortelainen Sini Orcid -palvelun logo

Nurmela Asta

Ropponen Jarmo

Immonen Kirsi

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

26

Numero

6

Artikkelinumero

1701

Julkaisu­foorumi

63559

Julkaisufoorumitaso

1

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