Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

Auswirkungen der Oberflächenmodifizierung von Lignin gemischt mit Naturfasern für Biokompositmaterialien

Harmaen Ahmad Saffian

In dieser Studie wurden die Auswirkungen der Oberflächenmodifizierung von Lignin auf die Eigenschaften von naturfaserverstärkten Poly(butylensuccinat)-Biokompositen untersucht. Nach der Modifizierung des Lignins mit Phthalsäureanhydrid wurde ein Gewichtszunahmewert (WPG) von 4,5 % festgestellt. Aufgrund inkompatibler Bindungen zwischen der hydrophoben Matrix und dem hydrophilen Lignin wurden für Ligninkomposite geringere mechanische Eigenschaften beobachtet. Es stellte sich heraus, dass modifiziertes Oberflächenlignin (ML) eine bessere Grenzflächenbindung aufweist, da Phthalsäureanhydride die meisten hydrophilen Wasserstoffbrücken entfernen (dies wurde durch ein ATR-Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR) nachgewiesen, eine Verringerung des Breitbands bei etwa 1743 cm-1, entsprechend der –C=C-Streckschwingung von Hydroxylgruppen für die ML-Proben). Andererseits wurde festgestellt, dass ML eine etwas niedrigere Glasübergangstemperatur Tg aufweist, da Reaktionen mit Phthalsäureanhydrid die meisten intra- und intermolekularen Wasserstoffbrücken zerstören, was bei erhöhten Temperaturen zu einer weicheren Struktur führt. Die Zugabe von Lignin erhöhte die thermische Stabilität der PBS-Polymerverbundstoffe, während modifiziertes Lignin eine höhere thermische Stabilität als reines Lignin zeigte und eine verzögert einsetzende thermische Abbautemperatur besaß. Modifiziertes Lignin verbesserte auch die mechanischen Eigenschaften der ligninbasierten Verbundstoffe.