Biodegradable Blends and Nanocomposite Films with Amylopectin, Poly(lactic acid) and Chitosan Matrices

Sammanfattning: Användningan av engångsförpackningar har ökat kraftigt de senaste åren. Den absolut största delen av dessa förpackningar tillverkars av oljebaserade plaster såsom polyetylen (PE) och polypropylen (PP). Dessa har även en oerhört lång nedbrytningstid, vilket gör det viktigt att finna mer miljövänliga alternativ. Exempel på förnyelsebara och bionedbrytbara material är amylopektin (AP), kitosan och polymjölksyra (PLA). I denna avhandling presenteras arbete med att utveckla dessa material för att öka deras chanser att i framtiden användas som, förslagsvis, förpackningsmaterial. Nanokompositer baserade på AP och kitosan tillverkas genom att montmorillonitlera (MMT) och/eller mikrofibrillär cellulosa (MFC) inkorporeras i matrisen. En metod där en vattenlöslig reaktiv kompatibilisator används för att öka adhesionen mellan MMT och AP-matrisen presenteras. Mekanisk prövning visar på ökad styvhet and styrka när kompatibilisatorn används. Påverkan av olika värmebehandlingar innan, under och efter filmbildning redovisas. Med infraröd strålning (IR) och absorbtionsmätningar följs rektionen mellan fyllmedel och matris. Studier på MFC/AP visar att användningen av MFC leder till en anmärkningsvärd effect, det vanligen spröda amylopektinmaterialet blir en böjbar komposit utan att använda mjukgörare. Detta är möjligt tack vare att MFC är mycket hydroskopisk och, som de termiska mätningarna visar, binder vatten väldigt hart. Även mekaniska prövning av fiberkompositerna har studerats. Fiberkompositer baserade på kitosan har studerats tillsammans med en allmänt vedertagen buffringsmetod. De mekaniska egenskaperna i vått och torrt tillstånd har genom detta kunna förbättrats. Fiber och lerdistributionen i samtliga nanokompositer har även analyserats med X-ray, transmissions electron mikroskop (TEM), skanning electron mikroskop (SEM) och optiskt mikroskop (OM). Slutligen har PLA blandningar med AP producerats genom smältblandning. För att öka affiniteten mellan de två komponenterna har en nedbrytbar sort av polyetylenvinylalkohol (EVOH), med hög halt vinyl alkohol, använts som kompatibilisator. Den morphologiska stukturen har studerats genom SEM, OM, och Raman spektroskopi. En bra mixing erhölls även om en visss fasseparation kunde ses. När även glycerol ingick i systemet kunde en lite bättre dispersion fås.