Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Composites of polylactic acid and nanofibrillar cellulose for the production of biodegradable foams

Dahlin, Kajsa LU (2016) KTE720 20161
Centre for Analysis and Synthesis
Abstract
In recent years, large efforts have been put into the research of biomaterial synthesis for the replacement of
fossil-based materials. Particularly in the packaging industry, a sector responsible for generating enormous
amount of solid waste in which products have a considerably shorter life span than their material components.
Polylactic acid (PLA) is a versatile, commercial biopolymer used for its biodegradability, extraction from
renewable resources, low cost and mechanical properties comparable to that of certain fossil -based polymers.
By incorporating nanocellulose fibres (MFC) into the biopolymer, a strong and thermally stable
bionanocomposite can be synthesised with good potential of replacing unrenewable plastics such... (More)
In recent years, large efforts have been put into the research of biomaterial synthesis for the replacement of
fossil-based materials. Particularly in the packaging industry, a sector responsible for generating enormous
amount of solid waste in which products have a considerably shorter life span than their material components.
Polylactic acid (PLA) is a versatile, commercial biopolymer used for its biodegradability, extraction from
renewable resources, low cost and mechanical properties comparable to that of certain fossil -based polymers.
By incorporating nanocellulose fibres (MFC) into the biopolymer, a strong and thermally stable
bionanocomposite can be synthesised with good potential of replacing unrenewable plastics such as Styrofoam,
a foam long desired to be replaced with ‘green’ materials. However, certain challenges need to be overcome in
order to achieve a uniform nanodispersion of MFC in PLA which additionally should be suitable for foaming. In
this project three dispersion routes were attempted for achieving a uniform nanodispersion: modification of MFC
with fatty amines; wet mixing of MFC suspended in an aqueous solution with dry PLA and with PLA latex
respectively. Batch foaming with supercritical CO2 was performed on PLA samples to evaluate the method
implementation at Innventia AB, Stockholm, were the project was carried out. The results have given new
insights into the dispersion mechanisms of modificated and un-modificated MFC in PLA for future work in the
area. (Less)
Abstract (Swedish)
Under de senaste åren har stora resurser lagts på forskning kring utvecklingen av biomaterial för ersättning av
fossil-baserade material. Förpackningsindustrin i synnerhet är en sektor känd för att generera enorma mängder
fast avfall, med produkter som inte sällan har betydligt kortare livslängd än sina materialkomponenter. Polylaktid
(PLA) är en mångsidig biopolymer som används kommersiellt för sin biologiska nedbrytbarhet, utvinning från
förnyelsebara resurser, sin låga kostnad samt mekaniska egenskaper jämförbara med de hos många fossil baserade polymerer. Genom att inkorporera nanocellulosafibrer (MFC) i PLA kan en stark, termiskt stabil
bionanokomposit syntetiseras med god möjlighet att ersätta ej-förnyelsebara polymerer... (More)
Under de senaste åren har stora resurser lagts på forskning kring utvecklingen av biomaterial för ersättning av
fossil-baserade material. Förpackningsindustrin i synnerhet är en sektor känd för att generera enorma mängder
fast avfall, med produkter som inte sällan har betydligt kortare livslängd än sina materialkomponenter. Polylaktid
(PLA) är en mångsidig biopolymer som används kommersiellt för sin biologiska nedbrytbarhet, utvinning från
förnyelsebara resurser, sin låga kostnad samt mekaniska egenskaper jämförbara med de hos många fossil baserade polymerer. Genom att inkorporera nanocellulosafibrer (MFC) i PLA kan en stark, termiskt stabil
bionanokomposit syntetiseras med god möjlighet att ersätta ej-förnyelsebara polymerer såsom frigolit, vilken är
ett plastskum som länge önskats att ersättas. Emellertid måste en del problem övervinnas för att uppnå en
enhetlig dispersion av MFC i PLA som dessutom bör vara lämplig för skumning. I detta projekt undersöktes
potentialen för dispersion hos tre metoder: modifiering av MFC med fettaminer; blöt mixning av MFC
suspenderad i en vattenlösning med torr PLA respektive med en PLA-latex. Satsvis skumning med superkritisk
CO2 utfördes på PLA för att utvärdera implementeringspotentialen hos Innventia AB i Stockholm där studien
genomfördes. Resultaten har gett nya insikter i spridningsmekanismerna hos modifierad och ej modifierad MFC
i PLA för framtida projekt inom området. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Med gröna ingredienser kan nedbrytningstiden för plast förkortas med hundratals år.
Många av de fossilbaserade produkter du kommer i kontakt med varje dag som matpåsar, frigolit och
PET-flaskor är gjorda för att slängas kort efter inköp, men kräver flera hundra år för att brytas ned. Medan du läser
det här flyter en enorm mängd plastavfall och kemiskt slam runt i Stilla havet och förgiftar den marina miljön. Medan
du läser det här eldas plast upp och förpestar luften vi andas in. Du är genom din konsumtion
en del av det stora kugghjul som driver
dessa händelser. Komposterbar
plast gjord på förnyelsebara källor
kan avsevärt komma att vända utvecklingen.
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Dahlin, Kajsa LU
supervisor
organization
course
KTE720 20161
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
polylactic acid, PLA, poly(lactic) acid, nanofibrillar cellulose, nanocellulose, microfibrillar cellulose, foam, biomaterial, fatty amine, biopolymer, biodegradable, biodegradable foam, cellulosic foam, nanofibers, microfibers, cellulosic material, polymer technology
language
English
id
8871512
date added to LUP
2024-02-28 14:39:09
date last changed
2024-02-28 14:39:09
@misc{8871512,
  abstract     = {{In recent years, large efforts have been put into the research of biomaterial synthesis for the replacement of 
fossil-based materials. Particularly in the packaging industry, a sector responsible for generating enormous 
amount of solid waste in which products have a considerably shorter life span than their material components. 
Polylactic acid (PLA) is a versatile, commercial biopolymer used for its biodegradability, extraction from 
renewable resources, low cost and mechanical properties comparable to that of certain fossil -based polymers. 
By incorporating nanocellulose fibres (MFC) into the biopolymer, a strong and thermally stable
bionanocomposite can be synthesised with good potential of replacing unrenewable plastics such as Styrofoam, 
a foam long desired to be replaced with ‘green’ materials. However, certain challenges need to be overcome in 
order to achieve a uniform nanodispersion of MFC in PLA which additionally should be suitable for foaming. In 
this project three dispersion routes were attempted for achieving a uniform nanodispersion: modification of MFC 
with fatty amines; wet mixing of MFC suspended in an aqueous solution with dry PLA and with PLA latex 
respectively. Batch foaming with supercritical CO2 was performed on PLA samples to evaluate the method 
implementation at Innventia AB, Stockholm, were the project was carried out. The results have given new 
insights into the dispersion mechanisms of modificated and un-modificated MFC in PLA for future work in the 
area.}},
  author       = {{Dahlin, Kajsa}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Composites of polylactic acid and nanofibrillar cellulose for the production of biodegradable foams}},
  year         = {{2016}},
}