Kitosaanin kemiallinen muokkaus hydrofobisten pinnoitteiden valmistamiseksi

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan kitosaanin kemiallista muokkausta hydrofobisten pinnoitteiden valmistamiseksi. Hydrofobisesti modifioidut kitosaanipinnoitteet tarjoavat monipuolisia mahdollisuuksia useilla teollisuudenaloilla, sillä niiden kosteudenkesto, mekaaninen vakaus ja biohajoavuus erottuvat selvästi muokkaamattomasta kitosaanista. Työn tavoitteena on selvittää, miten kitosaanin luonnollista hydrofiilisyyttä voidaan vähentää ja parantaa sen vedenhylkivyyttä. Tutkimus toteutettiin kirjallisuuskatsauksena. Tulokset osoittivat, että kemialliset modifikaatiot, kuten asylaatio, alkylaatio ja erilaiset pintakäsittelyt, voivat merkittävästi lisätä kitosaanin hydrofobisuutta. Veden kosketuskulma kasvaa muokkaamattoman kitosaanin alhaisesta arvosta jopa superhydrofobiselle tasolle. Hydrofobisesti modifioidulla kitosaanilla on potentiaalia erityisesti pakkaus-, tekstiili- ja lääkesovelluksissa. Kitosaani on biohajoava, myrkytön ja uusiutuva materiaali, mutta sen laajempaa käyttöä rajoittavat vielä tuotantokustannukset ja valmistusprosessin ympäristövaikutukset.

This bachelor’s thesis examines the chemical modification of chitosan to produce hydrophobic coatings. Hydrophobically modified chitosan coatings offer versatile opportunities in several industrial sectors, as their water resistance, mechanical stability and biodegradability clearly differ from unmodified chitosan. The aim of the study is to determine how the natural hydrophilicity of chitosan can be reduced and its water repellency improved. The research was conducted as a literature review. The results showed that chemical modifications, such as acylation, alkylation, and various surface treatments, can significantly increase the hydrophobicity of chitosan. The water contact angle increases from the low value of unmodified chitosan to a superhydrophobic level. Hydrophobically modified chitosan has potential particularly in packaging, textile, and pharmaceutical applications. Chitosan is a biodegradable, non-toxic, and renewable material, but its wider use is still limited by production costs and the environmental impact of the manufacturing process.