Säteilyn aiheuttamat värinmuutokset korkeasaantoisessa massassa

Abstract

Korkeasaantoisen havusulfaattimassan sähkömagneettisen säteilyn aiheuttama kellastuminen aiheutuu puun natiiveista sekä sulfaattikeiton aikana syntyvistä kromoforeista. Kromoforit ovat kemiallisia rakenteita, jotka absorboivat säteilyä näkyvän valon alueelta, minkä seurauksena syntyy värejä. Kellastumisen aiheutumiseksi kemialliseen rakenteeseen on synnyttävä kromoforisia rakenteita, jotka absorboivat näkyvää valoa sini-viher-alueella. Havupuiden osalta kromoforisia rakenteita esiintyy ligniinissä, uuteaineissa sekä hiilihydraattien johdannaisissa.

Lopputyöni kirjallisessa osassa perehdytään havupuiden natiivien sekä sulfaattikeiton aikana syntyvien kromoforien ominaisuuksiin sekä muodostumismekanismeihin. Lisäksi kirjallisuusosassa tarkastellaan massojen erilaisia värinmuutoksen stabilointikeinoja.

Erikoistyössä tutkittiin Stora Enson Varkauden tehtaan korkeasaantoisessa havusulfaattimassassa havaittuja värinmuutoksia, jotka aiheutuivat säteilystä. Massasta valmistettiin massakakkuja, joiden värinmuutoksia seurattiin UV-säteilyn ja loisteputkivalon alla. Referenssinäytteenä oli säteilyttämätön näyte. Värinmuutoksen seurantaan käytettiin spektrofotometriä sekä ATR-FTIR-laitetta. Mitattuja värikoordinaatiston arvoja vertailtiin FTIR-spektreihin, joiden muutoksista löydettiin vastaavuuksia. FTIR-spektrin aaltoluvulla 1730 cm-1 oleva piikki korreloi säteilytyksen alkuvaiheen nopean tummumisen kanssa voimakkaasti. Kyseisen piikin intensiteetin aiheuttajiksi epäillään joko hemiselluloosan johdannaisia tai ligniinin konjugoitumattomia rakenteita. Aaltoluvulla 1650 cm-1 oleva piikki korreloi osittain näytteiden b*-arvon kanssa, mikä myös todisti teorian säteilyn aiheuttamasta massan hapettumisesta.