Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

LösungenL33: Röntgenkleinwinkelstreuung– Untersuchungenan Zellulose und FüllstoffenVerhornung von Zellulose bei derVerarbeitung von PapierAbbildung 1:L33: Röntgenkleinwinkelstreuung an Zellulose und FüllstoffenBei der Verarbeitung von Holz zu Papier wird diefeuchte Zellulosemasse bis zu einer Restfeuchtevon 5% eingetrocknet, um den Transport zur Weiterverarbeitungzu erleichtern. Beim Eintrocknenverliert die Zellulose ihre Durchlässigkeit gegenüberWasser (Verhornung), was bei der Verarbeitungzu Ausschuss führt. Die Durchlässigkeit von Zelluloselässt sich mit der spezifischen Oberfläche(Oberfläche pro Volumen) charakterisieren, die mitRöntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) messbar ist.Verschieden behandelte Zelluloseproben ausBuchenholz wurden auf ihre spezifische Oberflächemit einem SAXSess-RöntgenkleinwinkelgerätDas Oberflächen-zu-Volumens-Verhältnis(Porosität) von Sulfitzellstoff ausBuchenholz im Vergleich. Das Ausgangsmaterial(wet), bei 25°C, 105°Cund 160°C getrocknetes Material unddas wiederbefeuchtete Material (105°Cwet) nach einer Trocknung bei 105°C.untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Verhornungder Zellulose umso größer ist, je höherdie Temperatur beim Trocknen gewählt wird (s.Abb. 1). Selbst bei einer mittleren Trocknungstemperaturvon 105°C erhält das wiederbefeuchteteMaterial nur ca. 95% seiner ursprünglichen Porositätzurück.Der Kristallinitätsgrad und die Modifikation derZellulose wurden simultan mitgemessen, weil dasSAXSess-Gerät auch den Weitwinkelbereich einbezieht.Diese Information war wichtig zur Kontrolleder chemischen Konsistenz der Proben, sodassein Abbau der Zellulosemoleküle ausgeschlossenwerden konnte.Die Dispersionsqualität vonFüllstoffenDie Resistenz von Treibstoffschläuchen gegenüberLösungsmitteln ist eine von vielen Eigenschaften,die durch das Beimengen von anorganischenMaterialien (Füllstoffen) zu den verwendeten Kunststoffenerreicht wird. Schichtsilikate eignen sichbesonders gut als Füllstoffe, vorausgesetzt, dieanorganischen Schichten lassen sich einzeln undohne Verbleib von unerwünschten Anhäufungen(Aggregaten) dispergieren. Das Aggregationsverhaltenvon Silikatlamellen lässt sich leicht mittelsIndex Kontakte Institute Lösungen MethodenHandbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005197