Original title:
Funkční technické materiály modifikované ligninem z vinařského odpadu
Translated title:
Functional technical materials modified by lignin isolated from winery by-products
Authors:
Chovanec, Martin ; Sedláček, Petr (referee) ; Kovalčík, Adriána (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2022
Language:
slo Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[slo][eng]
V tejto diplomovej práci bola skúmaná možnosť prípravy kompozitov epoxidovej živice s lignínom izolovaným z hroznových šupiek. Motiváciou práce bola možnosť znížiť objem bisfenolu A, ktorý sa dnes využíva pre syntézu väčšiny epoxidových živíc a ide o hlavný polutant životného prostredia. Kompozity boli pripravené zmiešaním komerčne dostupného diglycidyletheru bisfenolu A (DGEBA) so vzorkami lignínu. Na izoláciu lignínu bola využitá metóda rozvlákňovania v hydrotermálnom autokláve pomocou hydroxidu sodného. U vzorky hroznových šupiek bol stanovený obsah redukujúcich cukrov, lignínu a mastných kyselín a bolo zistené zloženie pomocou Fourierovej transformačnej infračervenej spektroskopie (FT-IR). Chemické a termálne vlastnosti izolovaného sóda lignínu boli porovnané s komerčným Kraft lignínom a boli analyzované pomocou elementárnej analýzy, FT-IR, termogravimetrickej analýzy a stanovením obsahu popola. Epoxidovaný lignín bol pripravený troma metódami, ktoré boli porovnané na základe výťažnosti, epoxidového ekvivalentu a FT-IR. Pre prípravu kompozitov boli vybrané vzorky nemodifikovaného sóda lignínu a vzorky sóda lignínu a Kraft lignínu epoxidovaného v roztoku hydroxidu tetrabutylfosfónia. Prevedené experimenty ukázali, že izolovaný sóda lignín nebol vhodný na aditiváciu epoxidových živíc na rozdiel od Kraft lignínu. U pripravených kompozitov s homogénnou štruktúrou boli analyzované termálne a viskoelastické vlastnosti. Bolo zistené, že epoxid s pridaným epoxidovaným Kraft lignínom vykazoval nižšiu tuhosť materiálu a teplota skelného prechodu bola výrazne posunutá do nižších teplôt.
In this thesis, the possibility of producing composites of epoxy resin and lignin isolated from grape skins was examined. The motivation was to reduce the amount of bisphenol A, which is nowadays used to produce most of the epoxy resins and is the main environmental pollutant. The composites were prepared by mixing commercial bisphenol A diglycidylether (DGEBA) with lignin samples. In this work, the sodium hydroxide pulping method in a hydrothermal autoclave was used to isolate lignin. The content of reducing sugars, lignin, and fatty acids in the sample of grape skins was determined and the chemical composition was determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The chemical and thermal properties of isolated soda lignin were compared with commercial Kraft lignin and analyzed by elemental analysis, FT-IR, thermogravimetric analysis, and ash content determination. Epoxidized lignin was prepared by three methods, which were compared based on yield, epoxide equivalent, and chemical composition. Samples of unmodified soda lignin and epoxidized soda and Kraft lignins were selected for the preparation of epoxy composites. Experiments have shown that isolated soda lignin was not suitable for the addition to epoxy resins, unlike Kraft lignin. Thermal and viscoelastic properties of the prepared composites with a homogeneous structure were analyzed. It was found that the epoxy composites with added epoxidized Kraft lignin showed lower material stiffness and the glass transition temperature was significantly shifted to lower temperatures.
Keywords:
composites; epoxy resins; grape skins; industrial waste; Soda lignin
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/204562
guest ::
