A study of electrospinning of lignin-PVA solutions
Author
Rassay, Shantanu Shashikant
Term
4. semester
Education
Publication year
2020
Abstract
Carbonfibre er attraktive på grund af høj styrke, lav vægt og elektrisk ledningsevne, men den mest anvendte forløber, PAN, er dyr og petroleumsbaseret. Denne afhandling undersøger elektrospinning af blødtræ kraftlignin blandet med polyvinylalkohol (PVA) i vandig NaOH som et mere bæredygtigt alternativ til fremtidig kulfiberproduktion. Formålet er at klarlægge, hvordan sammensætning, opløsningsegenskaber og procesparametre påvirker fiberdannelse og morfologi, samt at vurdere rollen af PVA i at muliggøre spinding af lignin. Arbejdet omfatter karakterisering af kraftlignin (termisk med DSC og TGA og kemisk med FTIR), forberedelse af lignin–PVA opløsninger med varierende koncentrationer, måling af opløsningsparametre (viskositet, overfladespænding, ledningsevne, opløsningsmiddelflygtighed) og systematisk variation af procesparametre under elektrospinning (spænding, tilførselshastighed, spids–opsamler-afstand; samt nålediameter, opsamlertype og omgivende fugtighed). De resulterende fibre karakteriseres med lysoptisk og scanning elektronmikroskopi samt Raman-spektroskopi, og observationer som dannelse af multiple jets indgår. Uddraget præsenterer formålet og metoden; detaljerede resultater og konklusioner findes i senere kapitler og er ikke beskrevet her.
Carbon fibres are valued for high strength, low weight and electrical conductivity, yet the common precursor PAN is costly and petroleum-based. This thesis investigates electrospinning of softwood kraft lignin blended with polyvinyl alcohol (PVA) in aqueous NaOH as a more sustainable route toward carbon fibre precursors. The aim is to determine how composition, solution properties and process settings govern fibre formation and morphology, and to assess the role of PVA in enabling lignin spinning. The work includes characterization of kraft lignin (thermal via DSC and TGA and chemical via FTIR), preparation of lignin–PVA solutions at varied concentrations, measurement of solution parameters (viscosity, surface tension, conductivity, solvent volatility), and systematic variation of electrospinning process parameters (applied voltage, feed rate, tip–collector distance; as well as needle diameter, collector type and ambient humidity). The resulting fibres are examined by light optical and scanning electron microscopy and Raman spectroscopy, with observations such as multiple jet formation. This excerpt outlines the scope and methods; detailed results and conclusions appear in later chapters and are not reported here.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Documents