Optimering av nanocellulosa för tillämpning som papperstyrkeadditiv
Syftet med projektet var att undersöka hur homogeniserings förhållanden (tryck antal passager och därmed energiinsatsen) vid framställning av MFC (mikrofibrillär cellulosa), från enzymatiskt förbehandlade pappersmassafibrer påverkar hållfastheten av papper förstärkt med MFC. Arbetsgivaren för projektet var Innventia och det laborativa arbetet har utförts i deras lokaler. Fördelen med att använda MFC som tillsats i papper är att arket blir starkare [1]. Detta medför att en mindre mängd material kan användas till ett material med liknande styrkeegenskaper.Vid Innventia används för närvarande en homogenisator för att delaminera (sönderdela) cellulosafibrer till fibriller och fibrillaggregat och därmed producera MFC. Homogenisatorn kan köras vid olika tryck, samt att cellulosafibrerna/MFC kan låtas passera genom homogenisatorn en eller flera gånger. Beroende på tillvägagångssättet varierar produktionsenergin mycket och egenskaperna på den producerade MFC varierar. För att få en så energieffektiv metod som möjligt är det av stor vikt att finna vilken metod som genererar en MFC lämpad för styrkegivning i pappersark.Beroende på hur mycket MFC som tillsätts till arket kan arkets egenskaper variera. Därför är även detta en mycket viktig aspekt att ta hänsyn till då dubbla mängden tillsatt MFC direkt motsvarar dubbla mängden tillförd energi.För att få en jämn dispergering av massafibrer och inbunden MFC utfördes retentionsförsök för att bestämma vilken koncentration C-PAM 1510 som ansågs lämplig att använda vid arkningen för samtliga MFC prover. C-PAM 1510 är en positiv laddad polymer som binder in MFC till massafibrerna [2]. Maskinen som användes för retentionsförsöken är BDDJ (Britt Dynamic Drainage Jar) och syftar till att se hur mycket MFC som retenderar med massafibrerna.Arkningen utfördes enligt ISO 5269-1 med riktvärde att producera ark om 80g/m2 för vidare fysikaliska tester, bland annat dragprovning, densitet och reell ytvikt.Halten C-PAM 1510 som användes under arkningsförsöken bestämdes till 0,15 %. Det fanns ingen säkerställd skillnad i arkstyrka för de olika MFC proverna som testades, förutom prov ett. Prov ett gav en betydande högre mätvärdesvariation vid dragprovningen (figur 8) jämfört med de övriga proverna och får ses extremt påverkad av något. Detta var inte heller ett prov som påverkade slutsatsen. Därav har prov ett utelämnats i diagram. Prov nummer 5 ansågs bäst lämpad som styrkeadditiv i papper. Resultaten kan dock ha påverkats av föroreningar i kranvattnet. Järnjoner och partiklar i varierande koncentrationer hade en påverkan av dispergeringen av fibrer i pappersark.