Nieuws
Een wereld van nieuwe mogelijkheden dankzij een uitgebreide schuimproefextrusielijn
Wageningen Food & Biobased Research, onderdeel van Wageningen University & Research, heeft onlangs de modulaire proeflijn voor de ontwikkeling van schuimen uitgebreid. Dit helpt industrieën om kunststoffen van fossiele brandstoffen te vervangen door duurzame(re) grondstoffen. “Het schuimproces vereist een delicaat evenwicht van veel kritische parameters, maar met deze proeflijn kunnen we al deze parameters tegelijk onder controle houden. Zo weten we precies wat we wanner moeten aanpassen voor een bepaald product, met welke grondstof dan ook. Het voelt als een hele nieuwe wereld die we kunnen ontdekken.”
Dr. Fresia Alvarado Chacon werkt al bijna tien jaar aan schuimprocessen en is nog nooit zo enthousiast geweest. De reden? De nieuwe modulaire proeflijn in de Biobased Innovation Plant. “De meeste machines kunnen slechts een deel van de puzzel oplossen. De combinatie van onze proefextrusielijn met de nieuwe apparatuur resulteert in een modulaire lijn die oplossingen biedt in verschillende stadia van de formulering, verwerking en vormgeving van de materialen. In één machine kun je dus alle aspecten van de ontwikkeling van een product gemaakt van biobased materialen testen en uitproberen.”
Veel vragen beantwoorden in één proefronde
Bedrijven kunnen niet zomaar van de ene op de andere dag overschakelen op een nieuwe en duurzamere grondstof voor hun producten. Ze moeten de eigenschappen en mogelijkheden van verschillende combinaties van grondstoffen testen en kijken hoe goed deze standhouden bij de productie van hun producten. Idealiter heeft het nieuwe product dezelfde of betere eigenschappen als zijn op fossiele brandstoffen gebaseerde tegenhanger.
“Deze samenstelling of machine helpt bedrijven om meerdere relevante vragen tegelijk te beantwoorden”, legt Alvarado Chacon uit. “Je kunt kritieke parameters van de formulering, het proces en de vormgeving in één keer aanpassen. Dit bespaart bedrijven niet alleen veel tijd met R&D, maar het resultaat is ook een schuim dat voortkomt uit een proces dat gemakkelijk kan worden opgeschaald.”
Dit kunnen vragen zijn als: “Ik wil overstappen op biobased materialen of andere duurzame grondstoffen, kan dat met onze schuimen?” Of “Als ik schuim maak met dit biobased materiaal, krijgen we dan grote of kleine cellen?” Of “Welke processen heb ik nodig om schuim met gesloten cellen te krijgen?” Of “Welke formulering heb ik nodig om schuimen met open cellen te krijgen?” “Hoe kan ik mijn schuimproces stabiliseren?” “Welke instellingen heb ik nodig voor een flexibel schuimprofiel?” Onderzoekers kunnen deze vragen nu beantwoorden in één modulaire opstelling. Dit betekent snellere, betere en efficiëntere antwoorden in de zoektocht naar duurzamere grondstoffen voor schuimen.
Deuren openen naar meer toepassingen van biobased kunststoffen
Alvarado Chacon: “Niet alleen bestaande schuimproducten kunnen op deze manier duurzamer worden. Schuimen zou ook een oplossing kunnen zijn voor sommige problemen die momenteel de overstap van fossiele naar biobased plastics belemmeren.” Een van deze belemmeringen is de dichtheid van biogebaseerde polyesters en natuurlijke polymeren zoals zetmeel. In vergelijking met polyolefinen heeft PP een dichtheid van 0,9 g/cm3, terwijl bijvoorbeeld PLA een dichtheid van ongeveer 1,25 g/cm3 heeft. Dit betekent dat PLA en andere biopolyesters voor sommige toepassingen momenteel te zwaar is. “Maar door in dit geval PLA te schuimen wordt de dichtheid echter lager, waardoor de eigenschappen verbeteren en het lichter wordt. Met andere woorden, deze biopolyester kan dan beter concurreren met op fossiele brandstoffen gebaseerde kunststoffen.”
Mogelijkheden van snelle afbraak tot eindeloze duurzaamheid
De onderzoekers werken momenteel aan twee soorten toepassingen voor de schuimen. “We proberen alternatieven te vinden voor het gebruik van kunststoffen in omgevingen waar het risico op zwerfvuil groot is of waar terugwinning geen optie is. Denk aan toepassingen in de landbouw, maar ook in landen waar geen afvalbeheersysteem is. Op dat soort punten wil je dat het materiaal veilig wordt afgebroken in de natuur,” zegt Alvarado Chacon. “Maar ook andere materialen kunnen, wanneer zij worden geschuimd, zeer effectief zijn voor bestendige toepassingen, zoals in de automobielsector en de bouwsector. Deze lijn biedt toegang tot een heel nieuw scala aan mogelijkheden en geeft ons de potentie om de nieuwste alternatieven te verkennen. De vooruitzicht zijn eindeloos.””