KJEMI nr. 4 - 2017

KJEMI 4 2017 9 som gir styrke og tetthet til filmer av na- nocellulose – eller til vannmolekyler i umiddelbar nærhet. Jo større overflate­ arealet blir, jo høyere antall hydroksyl- grupper blir tilgjengelig for binding av vann – eller andre molekyler. Som ferdig produkt er nanocellulose altså vått . Faktisk er nanocellulose av høy kvalitet, typisk rundt 99 prosent vann! Selv når kun 1 prosent er nanofi- bre og resten er vann har produktet gjer- ne en tykkelse som gele. Skal man pro- dusere tørre produkter for mat- innpakking må alt dette vannet fjernes, og til tross for hvor tyktflytende det kan bli må man unngå bobler og sprekker eller hull i nanocellulosen under tørking. Gitt tykkelsen fanges bobler veldig lett, og en god film, et godt dekke er vanske- lig å oppnå. Nanocellulose er altså ikke et materiale man kan legge på et vilkårlig underlag helt uten videre. Å bruke nanocellulose av høy kvalitet i bestryk- ning er utfordrende i industriell skala, og forsøk på skalerbar bestrykning er derfor viktig. Slike skalerbare forsøk har blitt gjen- nomført i et samarbeid mellom forskere ved Åbo Akademi i Finland og fra NTNU og RISE PFI ved Trondheim. En svært ru og porøs resirkulert pappkvali- tet, samt tre ulike kvaliteter nanocellu­ lose – alle tre av høy kvalitet, og følgelig også svært tyktflytende – ble brukt. Siden målet var å se om dette kunne ut- føres i større skala ble forsøkene gjen- nomført på Åbo Akademi sin pilotmas- kin. Med hele 99,15 prosent vann var det et åpent spørsmål om nanocellulosen som ble brukt ville ødelegge pappen, det var også usikkert om en så ru papp ville la seg dekke, eller om et eventuelt lag ville være fullt av bobler og hull. Resultatene ble imidlertid over for- ventning bra. Nanocellulosen ble tørket uten problemer, bobler ble ikke obser- vert, og den påførte filmen stanset luft- gjennomstrømming bra – spesielt tatt ut- gangspunktet i betraktning. Overflaten ble meget jevn og fin, som man ser i figur 5, til tross for den ube- handlede pappens ru overflate. Når til- strekkelig tykt lag av nanocellulose ble påført – et par mikrometer etter tørking – var det svært få hull eller sprekker, til tross for underlaget, og luftpermeabilite- ten (gjennomstrømming) ble fort lavere enn våre måleinstrumenter kunne måle. Med et jevnere underlag er det vanskelig å tro at resultatene ikke ville blitt enda bedre enn det som ble oppnådd – selv med enda lavere mengder nanocellulose. Et godt dekke ble likevel oppnådd (figur 6) , og en uventet effekt observert; undersøkelse av pappen etter den ble dekket av nanocellulose viser oss at den ikke oppfører seg som andre materialer man typisk dekker papp med! Som regel kan man forvente at det man belegger pappen med trenger inn i overflatepore- ne og fyller dem. Store porer vil da bety at man trenger mer av materialet man påfører; desto mer porøst underlaget er, desto mer materiale trengs. Med nano- cellulose er dette ikke tilfelle; det lager en film som strekker seg over overflate- porene – gitt at man påfører nok nano- cellulose til å lage en tykk nok film; skulle den bli for tynn sprekker den, og hull dannes der man hadde porer.