Oxidation of cellulose to favour its dissolution in alkaline aqueous solution before regeneration into textile yarn

Sammanfattning: Detta examensarbete är en del av CelluFil-projektet och syftar till att optimera förhållandena för upplösning av cellulosa i vattenlösning av natriumhydroxid följd av regenering i form av ett garn. Tidigare arbeten har visa tatt cellulosa kan lösas i vattenlösning vid -10°C, men sådana förhållanden är inte tillämpliga i industriell skala. Målet med detta projekt är att arbeta vid rumstemperatur.  För detta kommer karboxylgrupper att införas i cellulosakedjorna för att öka cellulosans lighet i ett alkaliskt vattenbaserat medium. Därefter kommer cellulosan att fällas ut igen i en sur lösning. Natriumperjodat gör det möjligt att oxidera alkoholgrupperna i cellulosakedjan på C2- och C3- positionerna genom att öppna glukosenheterna för att skapa två karbonylfunktioner (aldehyde) som sedan lätt kan oxideras till karboxylgrupper med överoxidering med natriumklorit.  Den första delen av rapporten är tillägnad litteraturöversikten om ämnet med focus på natriumperjodat oxidation. Därefter föreslås ett allmänt protokoll från natriumperjodat oxidation till regenering av cellulosa till garn i en svavelsyralösning. Flera förhållanden för natriumperjodat oxidationen testas vid olika temperaturer, med eller utan metallsalter och med olika oxidationsdoser.  Upplösningsutbytet är direkt kopplat till karboxylinnehållet infört i cellulosakedjorna. Periodatoxidationen leder också till minskningen av polymerisationsgraden men cellulosas DPv förblir tillräckligt hög med det riktade COOH-innehållet och för textilapplikationer. Den möjliga produktionen av hydroxylradikaler under natriumperjodat oxidationen har undersökts med EPR/Spin-trapping. Endast försök gjorda med UV-strålning visade OH°. Således förklaras fortfarande inte depolymerisationen av cellulosa under perjodat oxidation framställd under mörka förhållanden. Eftersom, konsumtion av natriumperjodat är låg under oxidationen är dess återvinning en nyckelfråga för en industriell applikation. Det har visat sig att oxidationsfiltraten kan återanvändas flera gånger före total konsumtion av periodat. Kvaliteten på celluloser oxiderade med återvunna filtrat, särskilt deras upplösningsförmåga, bör kontrolleras.