Polymerteknik

Inom forskningsområdet polymerteknik bedrivs projekt har som mål att utveckla miljömässigt hållbara plaster, textila fibrer och fiberkompositer. I forskningsprojekten undersöks och utvecklas nya polymera material som kan användas för tillverkning av plastprodukter, tekniska textilier samt kompositer. I projekten används både biobaserade polymerer, såsom polymjöksyra eller cellulosa och syntetiska funktionella polymerer. Dessa bearbetas varefter egenskaperna karaktäriseras gällande kemiska, fysikaliska och mekaniska egenskaper. Tillverkningsteknik utvecklas också.

Forskningen är starkt kopplad till forskningsprofilen Resursåtervinning, samt till forskningen gällande Smarta textilier. Samarbete sker med Institutionen Textilhögskolan, Chalmers, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, IFP Research samt många utländska universitet och forskningsinstitut.

Forskningsprojekt

Forskningsverksamhet bedrivs inom fem områden:

• Medicinska och dentala fiberkompositer
• Funktionella textila material
• Biobaserade plaster och kompositer
• Nanokompositer
• Återvinning av plaster och kompositer

Finansiering sker med externa anslag. Totalt har gruppen inom polymerteknik erhållit ca 9 miljoner kr för forskningsprojekten. EU:s 6:e ramprogram, Vinnova, KK-stiftelsen, Stiftelsen Svensk Textilforskning samt Stiftelsen FöreningsSparbanken Sjuhärad är de viktigaste finansiärerna.

Inom medicinska och dentala fiberkompositer pågår utveckling av nya material för implantat, dvs. ersättning av ben och skelett vid svåra benbrott eller sjukdomar. Detta sker i EU-projektet Newbone som startade i januari år 2007.
Jämfört med metallimplantat är egenskaperna för implantat av fiberkomposit fördelaktigare då deras mekaniska egenskaper mycket bättre motsvarar skelettets mekaniska egenskaper.
I projektet deltar 16 partners, bl.a. universiteten i Åbo, Trieste och Cambridge, samt flera europeiska företag som är aktiva inom utveckling av medicinska implantat. En seniorforskare, Karri Airola, har anställts för att arbeta med projektet och totalt är anslaget till Ingenjörshögskolan nära fyra miljoner kronor under fyra år.

Elektriskt ledande fibrer är ett annat område med många intressanta användningsmöjligheter i funktionella textila material. Man kan exempelvis använda dessa för överföring av information mellan sensorer som vävs in i en textil. De kan även ersätta metalltrådar som bl.a. används i bilsäten för värme. Dessa elektriskt ledande fibrer tillverkas genom att man blandar konduktiva (el-ledande) plaster med en fiberbildande plast och sedan smältspinner dessa till fibrer av olika kvalitéer. Sedan mäts den elektriska ledningsförmågan. Därtill bestäms fibrernas mekaniska egenskaper, på så vis att de uppfyller de krav den textila produkten ställer.

Detta har studerats i projektet Antistatiska och elledande beläggningar för textila material som avslutades under våren 2006. Projektet har haft som mål att tillverka textila material med elektriskt ledande egenskaper.

Efter avslutat projekt har forskningsaktiviteterna fortsatt inom ramen för det Vinnova-finansierade projektet Smarta textilier i samarbete med Textilhögskolan. I projektet medverkar WeroniKa Rehnby från Textilhögskolan. Medverkande företag är FOV Fabrics, Almedahls-Kinna, Albany International samt Scandfilter.

Inom detta område utnyttjas även en utrustning för tillverkning av smältspunna fibrer, som har köpts in med hjälp av medel från Stiftelsen Svensk Textilforskning. Med denna utrustning kan man tillverka funktionella polymera fibrer som tex elektriskt ledande fibrer. En doktorand, Azadeh Soroudi, arbetar inom detta område.

Biobaserade plaster samt naturfiberkompositer är ett mycket populärt forskningsområde nationellt och internationellt. Biobaserade plaster eller biopolymerer tillverkas från förnyelsebara råvaror som t.ex. mjölksyra, och den erhållna plasten, polymjölksyra eller PLA, kan sedan bearbetas på samma sätt som en plast tillverkad av råolja. Dessa bioplaster kan även komposteras, varvid de är helt koldioxidneutrala, dvs. bidrar inte till ökad koldioxidhalt i atmosfären. Dessa plaster har största användningsmöjligheterna i förpackningsmaterial, men man kan även förstärka dem med fibrer, varvid man får ännu bättre mekanisk hållbarhet.

Detta studeras av doktoranden Dan Åkesson, i ett stort projekt finansierat av Vinnova. Projektet leds av IFP Research i Mölndal och flera industriföretag deltar som partners. Vi studerar hur man kan bearbeta dessa biopolymerer tillsammans med naturfibrer, samt de resulterade egenskaperna. Materialen har formpressats till bl.a. laminat, och dessa kommer sedan att användas för tillverkning av möbler samt väggskivor för husvagnar.

I ett annat mindre projekt studerar en student på Ingenjörshögskolans magisterprogram möjligheterna att tillverka plastmaterial ur växtoljor. Kayode Adekunle från Nigeria har nu i ett års tid utvecklat en härdplast från sojabönolja. Denna harts kommer sedan att bearbetas tillsammans med naturfibrer för att få ett strukturellt starkt material. Samma teknik kan användas för att göra hartser från linolja och rapsolja, så det finns även möjlighet att i Sverige producera dessa material från jordbruksprodukter.

Inom detta område pågår det även samarbete med St. Berchmans College i Kerala i södra Indien. Vi blandar naturfibrer såsom bambu, kokos, jute, banan samt sisal med olika bioplaster. I Indien har man lång erfarenhet av att använda sig av naturfibrer i olika tekniska produkter, och i detta område har vi i Sverige en hel del att lära oss.

Inom polymerteknik pågår det även nära samarbete med andra forskningsgrupper vid Ingenjörshögskolan. Tillsammans med professor Kim Bolton och Peter Ahlström, universitetslektor, studeras möjligheterna att modellera och simulera de tekniska egenskaperna för s.k. nanokompositer. Detta görs i projektet, Modellering av polymera nanokompositer, som startade i oktober 2006. Detta projekt finansieras av KK-stiftelsen i huvudsak med 1,4 miljoner kr under tre års tid. En seniorforskare, Nils-Krister Persson, har anställts. Projektet har som mål att förstå sambandet mellan molekylstruktur och egenskaper, med syftet att kunna utveckla nya material av denna typ. Man skall med hjälp av modellering kunna förutsäga olika viktiga egenskaper för nanokompositer. På så vis att man i labb kan utveckla de mest intressanta materialen. I detta projekt medverkar sex svenska företag. Med bioteknikgruppen sker samarbete bl.a. vad gäller utveckling av superabsorbenter från chitosan som kan utvinnas från en svamp.

Det är inte bara doktoranderna som deltar i forskningsprojekten utan denna möjlighet erbjuds även studenter på såväl högskoleingenjör- samt magisternivå inom ramen för sina studier. Kortare projekt eller examensarbeten görs därför inom polymerteknikområdet. Många samarbeten med företag, både i Sjuhärad eller i utlandet pågår också.

Finansiering

• EUs 6. ramprogram
• FoU-nämndsbidrag
• KK stiftelsen
• Vinnova
• J.Gust Richerts Stiftelse
• Stiftelsen Svensk Textilforskning
• Stiftelsen FöreningsSparbanken Sjuhärad