Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös kemian alalta, DI Juha Jordan
Väitös Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulusta, Kemian ja materiaalitieteen laitokselta.
Väitöskirjan nimi: Biocolorants for Engineering Materials
³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Juha Jordan
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. Tero-Petri Ruoko, Tampereen yliopisto, Suomi
Kustos: Prof. Jaana Vapaavuori, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
Valtaosa ihmisen valmistamista tuotteista on värjätty, mutta nykyiset väriaineet valmistetaan pääosin fossiilisista raaka-aineista. Biopohjaiset väriaineet tarjoavat ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon fossiilisista raaka-aineista syntetisoiduille väriaineille, mutta suurin osa bioväriaineiden tutkimuksesta on keskittynyt tekstiilien värjäämiseen. Sen sijaan teknisten materiaalien biovärjäystä on tutkittu huomattavasti vähemmän.
Tässä väitöskirjassa selvitettiin, miten biopohjaisia väriaineita voidaan hyödyntää teknisten materiaalien värjäämisessä käytännöllisesti ja pitkäaikaiskestävästi. Tutkimuksessa tarkasteltiin erityisesti indigopigmentin käyttöä puupinnoitteiden, polypropeenin ja polylaktidin värjäämisessä. Lisäksi polylaktidin värjäämistä tutkittiin värimataran (Rubia tinctorum) ja väriresedan (Reseda luteola) uutoksilla sekä kraftligniinillä ja biohiilellä. Myös anodisoidun alumiinin värjäämistä matara- ja resedauutteilla tarkasteltiin. Värjättyjen materiaalien pitkäaikaiskestävyyttä arvioitiin altistamalla niitä keinotekoiselle säärasitukselle ja valolle.
Tulokset osoittivat, että biopohjaisilla pigmenteillä voidaan saavuttaa tavanomaisiin väriaineisiin verrattavaa kestävyyttä. Esimerkiksi puupinnoitteissa indigopigmentti tuotti mineraalipigmenttiin verrattavan säänkeston, ja sen happopuhdistus paransi edelleen värin voimakkuutta ja valonkestoa polypropeenissa. Polylaktidin kohdalla lupaavimmat tulokset saavutettiin kraftligniinillä, joka paransi sekä värin valonkestoa että materiaalin lujuusominaisuuksia. Lisäksi anodisoidun alumiinin värjäyksessä onnistuttiin tuottamaan voimakkaan värisiä, metallinhohtoisia pintoja.
Tutkimuksen päätulos on, että sovelluskohteen mukaan biopohjaisia väriaineita voidaan käyttää teknisten materiaalien värjäämiseen ja ne voivat tarjota kestäviä vaihtoehtoja fossiilipohjaisille väreille. Tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia ja tutkimussuuntia erityisesti muovi-, pinnoite- ja metalliteollisuuden sovelluksiin.
Avainsanat: luonnonvärit, tekniset materiaalit
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä):
Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas