Wood-polymer composites for use in marine environments

Polywood prosjektets resultater og fremdrift Den underliggende ideen for verdiskaping er å tilby et holdbart trevirke til bruk i marine miljøer. Materialet fremstilles fra bærekraftig fremstilte råvarer og uten bruk av toksiske forbindelser. For å oppnå det overordnede målet er det jobbet med tre delmål 1) Forstå de konkurrerende reaksjoner som oppstår nårl furfurylalkohol polymeriserer. 2) Manipulere polymerisasjonsreaksjoner ved bruk av modell forbindelser, samt trevirke som er benyttet i prosjektet. 3) Etablere empiriske testmetoder for overvåking av marine organismers nedbrytning av modifisert trevirke i laboratoriet. Prosjekt har vist betydelige forskjeller i polymerdannelse, basert på hvilket løsningsmiddel som er benyttet til å fortynne furfurylalkoholen. Flere analytiske og kjemiske metoder har bekreftet dannelsen av forskjellige polymer. Videre er det vist at forskjellige polymere resulterer i forskjellig motstand mot marine borere. Trevirke består av tre hoved bestanddeler: Cellulose, hemicellulose og lignin. Disse tre stoffene har vært til stede når furfurylalkoholen er polymerisert. Dette har klart indikert at det ikke er noen kjemisk reaksjon med cellulose, mens reaksjoner med lignin er høyst sannsynlig. Trevikrkets kjemi influerer og deltar i polymerisasjonene av furfurylalkohol. Det er således en forskjell i den dannede polymer på utsiden og innsiden av tre. Universitetet i Portsmouth har utviklet laboratorietester for Limnoria og Teredo. Dette vil bidra vesentlig til ytterligere optimalisering og sertifisering av marin bestandige materialer. Prosjektet har vist at tre-polymer materialer basert på Kebony teknologi kan være bestandig mot marine borere. Imidlertid har prosjektet også vist at det er et behov for et annet løsningsmiddel enn det som i dag brukes i Kebony prosessen. Biologisk felttesting tar lang tid. En full test for å sertifisere tre som marin bestandig varer i minimum 5 år. Derfor har det vært viktig for dette prosjektet å undersøke og eventuelt etablere laboratorietester for screening av nye potensielle materialer. Innen prosjektperioden har det vært mulig å etablere slike tester og sammenligne resultatene med pågående felttester. I parallell med laboratorie- og felttesting, har kjemien blitt utforsket og beskrevet. Konsortiet har brakt sammen flere forskningsdisipliner, institutter og universiteter som normalt ikke samarbeider. Samarbeidet mellom industri, institutter og universiteter har vært en suksess. Forskning og utvikling som utføres i dette prosjektet har økt kunnskap om marin bestandig trevirke. Prosjektet vil bidra til å bedre utnytte fornybare ressurser og redusere presset på å utnytte tropiske treslag og giftige trebeskyttelsesmidler. Prosjektet har økt Kebony AS sin kunnskap om egen teknologi og avslørte en potensielt bedre metode for furfurylering av tre. Foreløpige resultater er gode og vil representere et stort potensial for kommersiell produksjon. Kebony AS arbeider med å implementere kunnskap fra dette prosjektet. En potensielt mer effektiv måte å behandle trevirke på har blitt demonstrert. Denne nye alternative metoden for furfurylering viser gode muligheter til å fremstille marin bestandig trevirke. Prosjektet har bekreftet opprinnelig hypotese om at løsemiddelbaserte mikser er mer motstandsdyktig mot marine borere enn vannbaserte mikser. Vi har dessverre ikke funnet en måte å manipulere vandige blandinger av Furfurylalkohol for å erstatte løsningsmiddel-baserte blandinger. Vi trenger derfor å utvikle en ny prosess linje for å kunne håndtere den nye kjemi som er involvert. Denne utfordringen har vært gjenstand for et nytt prosjekt, og en søknad om finansiering er sent til Forskningsrådet.

The underlying idea is to offer a durable wood-based material for use in marine environments. Wood used in marine environments has traditionally been protected from marine organisms by chemical preservatives or creosote. Such treatments are now banned fro m private use in the European Union and Norway due to concerns about environmental and health issues. As a result, there exists a lack of wood resistant to marine organisms such as Teredo and Limnoria. Kebony AS has developed an award winning proprie tary technology for preparation of wood-polymer composites through impregnation of a furfuryl alcohol solution, followed by a curing step in which the wood-polymer composite is formed. The wood produced has material properties similar to those of tropical hardwoods for outdoor use. Preliminary tests indicate that it is also possible to achieve excellent durability in marine environments. In this project we will develop methods for characterization of the furan structural polymer (in order to identify t he features that yield high biological resistivity), as well as methods for assessing the biological resistance of wood-polymer composites in laboratory tests. This knowledge will be used to control and optimize the polymerization process in order to incr ease the resistivity to attack, and to achieve wood-polymer composites suitable for long-term exposure in marine environments. More detailed data, particularly of the interactions occurring at the microscopic scale, will enhance understanding of the form ation of polymer in wood and the resultant structure. The BioComp project, which concluded in April 2012, provided important leads as to how this this may be achieved, in particular about concentration effects of initiators and pH stabilizers. The wood -polymer composite will represent a sustainable alternative to vulnerable and endangered tropical woods, and to wood materials treated with biocides or creosote.