Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Production of carbon fibers from eucalyptus bark lignin by electrospinning

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การผลิตเส้นใยคาร์บอนจากลิกนินของเปลือกไม้ยูคาลิปตัสโดยใช้การปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตย์

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

Varong Pavarajarn

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1392

Abstract

Electrospinning process was used to prepare carbon fibers from three types of lignin including Commercial Kraft Lignin (CKL), Wood Soda Lignin (WSL) and Bark Soda Lignin (BSL). Wood and Bark lignin was extracted from Eucalyptus wood by soda pulping process. The lignin was characterized by FT-IR spectrometer, viscometer and thermal gravimetric analysis. The lignin was dissolved in DMF at various concentrations and PEO were used as polymer blender. The solution was electrospun using various conditions. Lignin fibers were characterized by scan electron microscope to investigate their morphology. Uniform fibers could be formed from CKL and WSL precursor, while the fibers from BSL lignin resulted in non-uniform short fibers. The average diameter of the fibers was affected by both applied voltage and the distance between tip and collector. Carbon fibers could be formed by stabilizing and carbonizing the lignin fibers.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

กระบวนการอิเลกโตรสปินนิ่งหรือการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตย์ถูกใช้เพื่อผลิตเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์จากลิกนินชนิดต่างๆได้แก่ ลิกนินจากการขายเชิงพานิชย์โดยกระบวนการคราฟท์, ลิกนินจากไม้เนื้อแข็งและ ลิกนินจากเปลือกไม้ของไม้เนื้อแข็ง ไม้และเปลือกไม้ ของไม้เนื้อแข็งถูกสกัดเพื่อให้ได้ลิกนินด้วยกระบวนการโซดาโดยใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์ ลิกนินทั้งสามชนิดถูกนำมาวิเคราะห์หมู่ฟังก์ชั่น ความหนืด และคุณสมบัติด้านความร้อน โดยผลพบว่าลิกนินที่ได้มาจากการขายเชิงพานิชย์น่าจะเป็นลิกนินที่ผลิตมาจากไม้เนื้ออ่อน ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลสูงสุด สำหรับลิกนินจากไม้ของไม้เนื้อแข็งมีน้ำหนักโมเลกุลรองลงมา และลิกนินจากเปลิกไม้มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่สุด ลิกนินถูกละลายด้วยตัวทำละลายไดเมททิลฟอร์มัลเอไมด์ (ดีเอ็มเอฟ) เพื่อให้ได้ความเข้มข้นต่างๆกัน พอลีเอททิลลีนออกไซด์ (พีอีโอ) ถูกเติมเข้าไปเพื่อช่วยในการผลิตเส้นใย เส้นใยที่ได้จากการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตย์ถูกวิเคราะห์คุณสมบัติด้านการภายโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ผลปรากฏว่าเส้นใยที่ผลิตจาก ลิกนินของไม้เนื้ออ่อนและลิกนินของไม้ของไม้เนื้อแข็ง มีรูปร่างทางการภาพที่ดี แต่ลิกนินจากเปลือกไม้นั้นมีขนาดของเส้นใยที่แตกต่างกันมากและการจัดเรียงของเส้นใยไม่เป็นระเบียบ นอกจากนี้พบว่า การเพิ่มความต่างศักย์และระยะระหว่างปลายเข็มถึงแผ่นรองรับส่งผลต่อขนาดเส้นใยและการผลิต เส้นในที่ได้ถูกนำไปเผาเพื่อให้ได้เป็นคาร์บอนไฟเบอร์ และพบว่ารูปร่างทางกายภาพของเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์มีลักษณะที่ดี มีการละลายติดกันของเส้นใยที่มีขนาดเล็กบ้าง

Link to Full Text

Share

COinS