Tilbake til søkeresultatene

NAERINGSPH-Nærings-phd

Integration and characterization of wood-based nanocellulose in novel thermoset polymer composites

Alternativ tittel: Integrering og karakterisering av trebasert nanocellulose i herdeplastkompositter

Tildelt: kr 1,8 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

328808

Prosjektperiode:

2021 - 2025

Midlene er mottatt fra:

Saugbrugs har utviklet en metode for å inntegrere nanocelluloser (NCer) inn I herdeplast-systemer, kalt for “master batcher” (MBer). Applikasjon av NC MBer inn i coatinger og lim er utforsket i NanoHEFT-prosjektet, og foreløpige resultater herifra indikerer en funksjonell reologi og forbedret styrke. Fortsatt trenger vi økt kunnskap for å sementere NC MB som et godt alternativ til konvensjonelle produkter. Blant de viktigste fokusområdene for prosjektet er interaksjoner mellom NC- og polymer-overflater, distribusjon av NC i resin, degradering av bio-baserte NC MBer, og effekten av varme og fukt på herdede og ikke-herdede NC MBer. Prosjektet skal bidra direkte mot å løse utfordringer for en ny NC MB pilot, som er planlagt å bli bygd på Saugbrugs i 2022. En screening av NCer basert på ulike råvarer og dimensjoner er en viktig del av prosjektet, og disse prøvene kan produseres både ved Saugbrugs sin NC pilot og på PFI RISE sin lab. Spesielt interessant er testing på MBer laget med LigNano, en unik NC basert på termomekanisk pulp med høyt innhold av lignin. Et annet potensielt forskningsområde er funksjonalisering av NC MBer, for å øke prestasjon og for å tilføre nye egenskaper som korrosjons-hemming eller elektrisk ledeevne. NC MBer kan potensielt være interessante for bruk i 3D-printing, som PFI RISE har god erfaring med fra tidligere forskning. Epoksy og PUR-systemer har vært mest undersøkt som bærere i NanoHEFT-prosjektet. Kanskje er forbedringspotensialet til styrene-frie umettede polyestere (UP) basert på bio-materiale enda større, der NC kan forbedre både flytegenskaper og styrke. En potensiell NC/UP bio-kompositt kan være et materiale med lav vekt og høy styrke, med store applikasjonsområder.

Norske Skog Saugbrugs i Halden har et pilotanlegg som produserer nanocellulose (cellulose nanofibriller, CNF), og har flere initiativer på gang som kan skape en økt kommersiell interesse rundt CNF i Norge og Europa. MekMFC og LigNano-prosjektene har demonstrert at man kan lage en unik type nanocellulose basert på mekanisk masse i stor skala ved Saugbrugs. Man har demonstrert i andre prosjekter at CNF kan integreres i herdeplast og termoplast, noe som undersøkes videre i NanoHEFT-prosjektet. Underveis i disse prosjektene har det dukket opp nye spørsmål man må finne svarene til. Doktorgrad-prosjektet vil forsøke å svare på noe av dette, men fokus på applikasjon av nanocellulose inn i herdeplaster. Herdeplaster har et stort volum på verdensmarkedet, ca. 65 millioner tonn i 2018, og det er et økende marked for biopolymerer - både som følge nye krav fra konsumenter og myndigheter. Biobaserte polymere har en tendens til å være dyrere og svakere enn de petroleums-baserte. Ved å tilsette CNF til både petroleums- og biobaserte polymersystemer så vil styrken øke, noe som er ekstra verdifullt for de biobaserte polymerene. I doktorgraden vil man ta for seg introduksjonen av CNF inn i herdeplast-kompositter med både petroleum- og bio-baserte polymere. Spørsmålene man må finne svar på handler om CNFs sine interaksjoner med polymeren i kompositt-materialet, påvirkningen av ulike kvaliteter av CNF på kompositten, og også hvordan CNF arter seg i en herdeplast. Da med tanke på hvordan "CNF-skjelettet" ser ut i kompositten, samt hvordan fukt, varme og biologisk aktivitet påvirker CNF/polymer kompositten. Med tanke på videre kommersialisering av CNF i herdeplast, så vil dette være kjernekunnskap for utviklingen av ett nytt produkt.

Budsjettformål:

NAERINGSPH-Nærings-phd