Microfibrillated cellulose-enabled suspension polymerisation of polystyrene

Im Zuge dieser Arbeit wurde jeweils micro-fibrillierte Lignocellulose (MFLC), micro- fibrillierte Cellulose (MFC) und Cellulose Nanocrystals (CNC) mit deionisierten Wasser suspendiert und mit Styren gemischt. Die daraus erhaltenen Styren-in- Wasser Emulsionen wurden über mehrere Stunden und Tage beobachtet. Es wurde angenommen das MFLC, das einen hohen Restligningehalt und eine Tendenz zu amphiphilen Verhalten aufweist, einen besseren Stabilisierungs- mechanismus besitzt. Weiters wurden MFLC und MFC Wasser-Styren Emulsionen, mithilfe des Radikalstarters AIBN und Erhitzen auf 100C für zwölf Stunden, polymerisiert. Das Ergebnis war ein MFLC-PS Verbundmaterial das eine gleichmäßige Verteilung der Fibrillen zeigte und sogenannte Polystyren 'Macrosspheres' aufwies die von MFLC umhüllt waren. Im Gegensatz dazu waren im MFC-PS Verbundmaterial Bereiche von puren Polystyren und andererseits Ansammlungen von MFC erkennbar. Die sogenannten 'Macrospheres' konnten in diesem Material nicht nachgewiesen werden. Aufgrund der Ergebnisse dieser Arbeit kann darauf geschlossen werden, dass MFLC und MFC ein ähnliches Stabilisierungsverhalten von Styrene-in-Wasser Emulsionen aufweisen. Werden diese Emulsionen allerdings unter Hitzeeinwirkung polymerisiert zeigt MFLC deutlich bessere Eigenschaften und es kommt außerdem zur Ausbildung von MFLC-PS 'Macrospheres' was darauf schließen lässt, dass, das vorhandene Lignin wesentlich zur Stabilisierung von Emulsionen beiträgt. Die CNC-Wasser- Styren Emulsion wurde nicht polymerisiert, da dieses Material keine Stabilisierungseigenschaften aufwies.Micro-fibrillated lignocellulose (MFLC), micro-fibrillated cellulose (MFC) and cellulose nanocrystals were suspended in water and mixed with styrene to form oil in water (o/w) emulsions. The stabilisation behaviour was then observed over time. It was assumed that MFLC, because of its comparable high residual lignin content and its amphiphilic behaviour would have a better stabilisation mechanism. In a further step the MFLC and MFC emulsions were polymerised with the radical starter AIBN and heat of 100C for twelve hours. The result was a cellulose- styrene composite where the MFLC-PS composite showed an even distribution of the fibrils with many polystyrene macrospheres present in the material which were covered completely by fibrils. In contrast the MFC-PS composite was not homogeneous at all and showed parts of pure PS and other parts of aggregated fibrils. No macrospheres could be found in this material. Based on the results of our work it can be concluded that MFLC shows similar emulsion stabilisation behaviour compared to MFC but when it comes to polymerisation MFLC shows superior stabilisation properties which might be due to the presence of lignin in the cellulosic material. The cellulose nanocrystals were not polymerised as no emulsion stabilisation mechanism existed.submitted by Daniel BallnerZusammenfassung in deutscher SpracheUniversität für Bodenkultur Wien, Masterarbeit, 2016(VLID)193598