Paperipohjaisten komposiittien valmistus kuitujen osittaisen liukenemisen avulla NaOH/urea-liuottimella

Väitöstutkimuksessa saatiin selville, että muoveja on mahdollista korvata pakkaussovelluksissa täysin biopohjaisella selluloosamateriaalilla muokkaamalla raaka-aineena käytettävää paperia. Paperin muokkaaminen vesipohjaisella selluloosaliuottimella muuttaa paperin vahvemmaksi ja jäykemmäksi materiaaliksi, jolla on muoviin verrattavia ominaisuuksia.

Väitöstyössä tutkittiin käsittelyajan, lämpötilan ja raaka-aineen vaikutusta valmistettavan selluloosamateriaalin mekaanisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin. Saatua materiaalia karakterisoitiin käyttämällä paperi-, kartonki- ja pakkausteollisuudessa yleisesti käytettyjä menetelmiä ja ominaisuuksia verrattiin sekä paperin että muovien ominaisuuksiin. Työssä saatiin selvitettyä menetelmälle sopivat prosessiparametrit ja kuituraaka-aineet.

Tutkimuksessa pystyttiin osoittamaan, että vain muutaman sekunnin käsittelyajalla voidaan valmistaa pakkaussovelluksiin soveltuvaa vahvaa materiaalia. Samankaltaisissa menetelmissä on aiemmin käytetty ympäristölle haitallisia kemikaaleja ja päivien tai jopa viikkojen käsittelyaikoja.

Joka vuosi maailmassa tuotetaan yli 320 miljoonaa tonnia muovia, josta vain 4 miljoonaa tonnia on biopohjaista, kaikki muu on fossiilipohjaista. Kokonaistuotantomäärästä noin 40 % käytetään erilaisten pakkausten valmistukseen ja vain 30 % kaikista muoveista kierrätetään EU:ssa. Loput 70 % muovista poltetaan tai sijoitetaan kaatopaikoille, missä tarvitaan jopa satoja vuosia materiaalin hajoamiseen. Siksi biohajoavien ja erityisesti biopohjaisten pakkausmateriaalien tutkimus on erittäin tärkeää, jotta voidaan estää tai ainakin vähentää ympäristömme saastumista muovipakkausten päästöillä.