Stipendiatstilling 13 SINTEF (2021-2023)

Hvert år produseres millioner av tonn med plast [1]. Av dette resirkuleres omtrent 10%, 15% brennes og de resterende 75 % deponeres til søppelfyllinger eller lekker ut i miljøet [2]. Samtidig som etterspørselen etter plastmaterialer øker, skjer det stadig et paradigmeskifte mot mer bærekraftige materialer. Design av bærekraftige polymerer, hovedbestenddelen i plast, er derfor avgjørende [3]. Hovedstrategiene for utvikling av nye plastmaterialer inkluderer bruk av biomasse som en kilde til grønt karbon og tillagning av polymerer med mål om nedbrytbarhet eller kjemisk resirkulering. Avhengig av kilden til karbon og evnen til å brytes ned, kan polymerer klassifiseres som oljebaserte eller biobaserte og nedbrytbare eller ikke-nedbrytbare. Til tross for industriell produksjon av biobaserte og biologisk nedbrytbare polymerer, er det fremdeles utfordringer som må adresseres. Kryssbundne plastresiner er en stor gruppe plastmaterialer der fremdeles er et behov for å lage nye, mer bærekraftige materialer. Disse materialene brukes blant annet i maling og komposittmaterialer i konstruksjon av for eksempel kjøretøy og vindmøller. Den globale markedsverdien i 2021 var estimert til 10,5 milliarder USD. I 2030 blir markedsverdien estimert til å passere 17 milliarder USD [4,5]. I kryssbundne plastresiner blir gjerne en umettet polymer herdet med et kompatibelt og reaktivt løsemiddel, typisk styrene. Herdingen resulterer i et nettverk der polystyren er kryssbundet med den umettede polymeren. Resultatet er et slitesterkt og temperaturbestandig materiale som er vanskelig å bryte ned eller resirkulere. Dette prosjektet tar utgangspunkt i umettede polyestere bygget opp av biobaserte byggesteiner til bruk i for eksempel kryssbundene resiner. De biobaserte byggesteinene inneholder funksjonalitet fra naturens side som ikke er der i de kommersielt brukte byggesteinene. De biobaserte nettverksmaterialene må dermed karakteriseres for å se hvordan denne funksjonaliteten påvirker egenskapene til materialet. Funksjonaliteten gir også rom for å undersøke nye nedbrytningsmekanismer av materialet. Referanser: 1. Ritchie, H., & Roser, M., Plastic Pollution. Our World in Data, (2018) 2. Lau, W. W. Y., Shiran, Y., Bailey, R. M., Cook, E., Stuchtey, M. R., Koskella, J., Velis, C. A., Godfrey, L., Boucher, J., Murphy, M. B., Thompson, R. C., Jankowska, E., Castillo, A. C., Pilditch, T. D., Dixon, B., Koerselman, L., Kosior, E., Favoino, E., Gutberlet, J., Palardy, J. E. Evaluating scenarios toward zero plastic pollution. Science, 2020 3. de Pablo, J., & Hillmyer, M. A., Sustainable Polymers Square Table. Macromolecules, 2021. 4. Advanced Polymer Composites Market, GMI, 2022 5. Global Bio-Based Resins Market – Industry Trends and Forecast to 2029, Data Bridge, 2022; 10th anniversary of the EU Bioeconomy Strategy, EC website.