kth.sePublikationer KTH
Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Why does cationic cellulose swell more than anionic cellulose at similar charge?: Experimental and molecular dynamics insight into charged fiber networks
Department of Chemical Engineering, Birla Institute of Technology and Science (BITS), Pilani Campus, Vidya Vihar, Pilani, Rajasthan 333031, India.
Linköping University, Campus Norrköping, Department of Science and Technology (ITN), Laboratory of Organic Electronics (LOE), Bredgatan 33, SE-60174 Norrköping, Sweden.
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Fiber- och polymerteknologi, Fiberprocesser.ORCID-id: 0000-0002-7410-0333
Visa övriga samt affilieringar
(Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
Nationell ämneskategori
Pappers-, massa- och fiberteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-378338OAI: oai:DiVA.org:kth-378338DiVA, id: diva2:2047017
Anmärkning

QC 20260319

Tillgänglig från: 2026-03-18 Skapad: 2026-03-18 Senast uppdaterad: 2026-03-23Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Cationic cellulose fibers: Modification, properties, and potential applications
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Cationic cellulose fibers: Modification, properties, and potential applications
2026 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

As we strive towards a more sustainable society, there is a growing demand toreplace fossil-based products with materials derived from renewable sources. Cellulose-based materials are promising candidates for this substitution. However, these materials do not always possess the properties needed to fully replace less sustainable counterparts.

Chemical modification can significantly alter the properties of cellulose fibers and materials prepared from them. This work explores the potential of one such modification – cationization. More specifically, the modification reaction, the properties of the material produced, and its potential applications are explored.

A high-consistency modification technique was employed to increase the reaction efficiency, thereby making the modification more industrially applicable. The modification enhanced the fibers’ interactions with water, and the prepared material was prone to both moisture sorption and swelling. Furthermore, papers prepared from the modified fibers exhibited an increased strainability. The observed enhanced strainability of the prepared papers, combined with moisture-induced softening, yielded a material that could withstand 3D forming without rupturing. The unprecedented swelling of the cationized fibers enabled them to be used as high-surface-area scaffolds for adsorbing high loads of nanosized particles.

All in all, this thesis contributes to alleviating some of the concerns and limitations associated with cationization of cellulose. It explores the potential of cationized fibers, a previously disregarded research topic, and provides insights into what can be achieved using them.

Abstract [sv]

I vår strävan mot ett mer hållbart samhälle finns en växande efterfrågan på att ersätta fossilbaserade produkter med material som härrör från förnybararåvaror. Cellulosabaserade material är lovande kandidater för en sådan omställning. Dessa material har dock inte alltid de egenskaper som krävs för att fullt ut ersätta mindre hållbara alternativ.

Kemisk modifiering kan avsevärt förändra egenskaperna hos cellulosafibrer och material framställda från dem. Denna avhandling undersöker potentialen hos en sådan modifiering – katjonisering. Mer specifikt studeras modifieringsreaktionen, egenskaperna hos det framställda materialet samt dess potentiella tillämpningar.

Högkonsistensmodifiering användes för att öka reaktionseffektiviteten och därigenom göra modifieringen mer industriellt tillämpbar. Modifieringen ökade fibrernas interaktion med vatten, och det framställda materialet uppvisade både högt fuktupptag och betydande svällning. Vidare visade papper framställda från de modifierade fibrerna en ökad töjbarhet. Den ökade töjbarheten, i kombination med fuktinducerad mjukgörning, resulterade i ett material som kunde genomgå 3D-formning utan att gå sönder. Den exceptionella svällningsförmågan hos de katjoniserade fibrerna möjliggjorde dessutom deras användning som matrismaterial med extremt hög specifik yta och adsorption av stora mängder nanopartiklar.

Sammanfattningsvis bidrar denna avhandling till att minska några av de farhågor och begränsningar som är förknippade med katjonisering av cellulosa. Den utforskar potentialen hos katjoniserade fibrer – ett tidigare förbisett forskningsområde – och ger insikter i vad som kan uppnås med dem.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2026. s. 82
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2026:16
Nyckelord
cellulose fibers, cationization, reaction efficiency, hygroplasticization, 3D forming, swelling, fiber wall functionalization, cellulosafibrer, katjonisering, reaktionseffektivitet, hygroplasticisering, 3D-formning, svällning, fiberväggsfunktionalisering
Nationell ämneskategori
Pappers-, massa- och fiberteknik
Forskningsämne
Fiber- och polymervetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-378521 (URN)978-91-8106-560-2 (ISBN)
Disputation
2026-04-17, F3, Lindstedtvägen 26, https://kth-se.zoom.us/j/61230907333, Stockholm, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Forskningsfinansiär
Vinnova, 2019:00047
Anmärkning

QC 20260323

Embargo t.o.m. 2027-04-17 godkänt av skolchef Amelie Eriksson Karlström via e-post 2026-03-20.

Tillgänglig från: 2026-03-23 Skapad: 2026-03-23 Senast uppdaterad: 2026-03-30Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Person

Sjölund, JohannaLarsson, Per A.Wågberg, Lars

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Sjölund, JohannaLarsson, Per A.Wågberg, Lars
Av organisationen
Fiberprocesser
Pappers-, massa- och fiberteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 84 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf