Hoppa till huvudinnehåll
Länkstig

Smartfoam

Forskningsprojekt
Avslutad forskning
Projekttid
2015 - 2019
Projektägare
Avdelningen för innovation och entreprenörskap, Institutionen för ekonomi och samhälle, och Chalmers Tekniska Högskola

Kort beskrivning

Skummade material och produkter tillverkas idag i många fall utgående från fossilbaserade råvaror, ofta någon typ av syntetisk plast. I ett hållbart samhälle är det önskvärt att kunna ersätta dessa med motsvarande produkt baserad på en förnybar råvara. Detta är också målsättningen för detta projekt. Vi avser att ge förutsättningar att utveckla avancerade, skräddarsydda skummade material/komponenter baserade på en förnybar råvara. Det färdiga materialet måste uppvisa åtminstone samma, helst bättre, egenskaper som dess syntetiska motsvarighet till samma kostnad. Samtidigt måste tillverknings-processen vara miljöanpassad, något som utgör en integrerad del av ansatsen.

Något förenklat består våra träd av tre vedpolymerer: cellulosa, lignin och hemicellulosa. I samband med massatillverkningen (för papper och kartong) utgör hemicellulosan i vissa fall en biprodukt som borde kunna användas och inte utgöra ytterligare en miljöbelastning. Det är alltså intressant att extrahera hemicellulosan ur biproduktströmmen och använda den som råmaterial för förnybara produkter, t ex beläggning, filmer eller, som i det här fallet, som en skummad produkt. Detta förutsätter att relevanta mängder av hemicellulosan kan extraheras från massaframställningen, vilket utgör ett viktigt initialt moment inom projektet.

Att ha som målsättning att ta fram avancerade skummade material leder till tekniska och vetenskaplig utmaningar. De flesta biobaserade polymerer är i varierande grad känsliga för vatten eller fukt. Hemicellulosa är inget undantag från detta. Vattenbeständigheten måste alltså förbättras eller kontrolleras. Likaså är det önskvärt att kunna styra de mekaniska egenskaperna hos det skummade materialet, från mjuka, flexibla strukturer som kan passa som absorbenter, till styva skum till förpackningsmaterial. För att möta dessa utmaningar krävs att vi modifierar hemicellulosan genom exempelvis substitution med viss kemiska grupper, tillsatser av mjukgörare och användning av cellulosabaserade fibermaterial för att stabilisera skummet rent mekaniskt. Modifieringar av detta slag kräver en djupare förståelse för växelverkan mellan hemicellulosa och andra material, vilket kan ses som det vetenskapliga målet (utmaningen) för projektet. Utöver detta är det viktigt att den modifierade hemicellulosan kan formas till ett skum med konventionell bearbetningsteknik (vissa modifieringar kan dock vara nödvändiga). Detta måste klarläggas inom ramen för projektet.

Forskarutförarna kommer att samarbeta med intressenter från hela värdekedjan, från råvaruleverantörer, konverterare till användarna av den skummade produkten. Parallellt med det tekniska/vetenskapliga arbetet kommer specialister inom miljöanalys och intressenter från industrin och samhällets sida att se till att de framtagna koncepten är i linje med ett hållbart samhälle och dessutom är relevanta ur ett industriellt perspektiv.

Sammanfattningsvis ger det föreslagna projektet förutsättningar att ersätta fossilbaserade skum med motsvarande förnybara material, en mer konkurrenskraftig pappers- och massaindustri, en ökad användning av biomassa från skogsindustrin samt nya avancerade skummaterial.