Puuperäiset polymeerit synteettisten sideaineiden korvaajina

Abstract

Tämän kandidaatintyön aiheena oli löytää biojalostamon näkökulmasta käyttökelpoisia tuotantoreittejä puuperäisistä materiaaleista bioperäisiin kemikaaleihin, joilla olisi mahdollista korvata synteettisiä sideaineita. Tällä hetkellä suurin osa sideaineista ja päällystemateriaaleista tuotetaan uusiutumattomista luonnonvaroista, kuten maakaasusta ja öljystä. Lopputuotteiden kierrätettävyyden ja vihreyden ohella yksi metsäteollisuuden tulevaisuuden trendejä on pyrkiä irti öljy- ja maakaasuriippuvuudesta. Muutoksella voidaan säästää sekä ympäristöä, että rahaa. Biopohjaisilla drop-in kemikaaleilla ja muilla biopohjaisilla vaihtoehdoilla tämä on mahdollista

Tässä työssä tutkittiin ja havainnollistettiin mahdollisin tuotantoreitein useiden tällä hetkellä käytössä olevien sideaineiden korvaamista biopohjaisilla versioilla. Työ tehtiin kirjallisuustutkielmana, eikä siihen kuulunut laboratoriokokeita.

Työn ensimmäisessä osassa painopiste on biojalostamossa ja dispersiopäällystyksessä. Toisessa osassa esitellään tällä hetkellä käytettyjä sideaineita ja niiden mahdollisia biopohjaisia korvaajia tuotantoreitteineen. Työn toissijainen tarkoitus oli selvittää lyhyesti mitä muita puuperäisiä komponentteja voidaan käyttää suoraan paperin ja kartongin päällystämiseen. Viimeiseksi on esitelty vielä lyhyesti kaupallisesti käytössä olevia biomuoveja ja päällysteitä.

The primary target of this work was to find viable pathways, in the biorefinery point of view, from woodbased materials to biobased chemicals as a substitute for synthetic binders. Currently most of the binder and coating materials are produced from non-renewable resources, mostly from oil and natural gas. In forest industry, decreasing oil and natural gas dependency is one of the most important aspects in the future, as well as enhancing the products recyclability and lowering the carbondioxide footprint. This will save both environment and money. With biobased drop-in chemicals and other biobased replacement for oil based products, this is possible.

In this work several currently used binder and coating chemicals were examined and possible substitution pathways illustrated in terms of biobased products. The work was done as a literature work and did not include any laboratory experiments.

In the first part the focus is in biorefinery concept and dispersion coating, and in the second part currently used binders and their possible substitutes with possible chemical pathways are illustrated. Secondary target of the work was to make a short review of what other wood based components could be directly used for paper and paperboard coating applications. Last part of the work consists of a short review to some currently commercially used bio-plastics and coatings.