Bioplast Hva er det? Hvordan skal vi bruke det?

Transkript

1 Bioplast Hva er det? Hvordan skal vi bruke det? Bilde: Iver E Jensen Avdelingsleder NTNU i Gjøvik Bilde: 1

2 Definisjon av biomasse? EU Renewable directives definisjon av biomasse: The biodegradable fraction of products, waste and residues from biological origin from agriculture (including vegetal and animal substances), forestry and related industries including fisheries and aquaculture, as well as the biodegradable fraction of industrial and municipal waste. Noen hevder at petroleum er en form for biomasse, men den er pr definisjon ikke fornybar! Noen bruker termen biobaserte masser fra levende materialer. 2

3 Hva er bioplast? Kilder for ulike typer bioplast: Stivelsesbasert termoplast: Direkte polymisering til: emballasje, engangs service, kapsling for piller ol.) Polymelkesyre (PLA) derivert fra stivelse (Kan lages nedbrytbar eller mer bestandig, mange anvendelsesområder) Poly-3-hydroksybutyrat (PHB) Er en polyeseter som fremstilles av biosyntese av glukose eller stivelse ved hjelp av bakterier. (har tilsvarende egenskaper som polypropylen) Celluloseprodukter (Celloloseacetat celluloid, cellofan, cellulosenitrat, emballasje mm) Biologisk fremstilt polyetylen (PE) (har samme egenskaper som vanlig polyetylen) Kulepenn laget av biologisk PLA Forpakning laget av en stivelsesbasert polymer 3

4 Klassifisering av Biobaserte plaster 4

5 Biobaserte kompositter: Grønne kompositter er definert som biokompositter med naturlige fibre og en bio-degenererbar resin. Disse er kalt grønne kompositter hovedsakelig for deres nedbrytings og bærekraft egenskaper. Og fordi de ikke skader miljøet ved deponering. Brukes ofte for å øke livsløp egenskaper til produkter med kort levetid. Hybrid kompositter: er basert på en fiber i en matrix. Fiberen kan være syntetisk eller naturlig. Naturlige fibre kan også kombineres med syntetiske fibre i samme applikasjon. Disse kan legges i en vanlig oljebasert matrix eller en matrix som er biobasert. Ref: Materialstoday.com 5

6 Naturlige fibre: Tabell hentet fra wikipedia Naturlig eller resirkulert trefiber som armering i kompositter. Jute er mye brukt som fiberarmering 6

7 Karbonfiber fra lignin: Norge og innlandet har store forekomster av skog. Kan vi lage karbonfiber av dette? 7

8 Biobaserte kompositter: Resiner: Bio-baserte eller bio-deriverte resiner får sine karbonmolykyler fra fornybare kilder (biomasse). Biobaserte herdeplaster kan lages ved å erstatte tradisjonelle byggeblokker med byggeblokker basert på biomasse: EKSEMPEL: Epi klorohydrin Epoxy Glyserol fra biodiselproduksjon kan gi: Acryl syre Acryl Propylen glykol Umettet polyester Biomasse utgangspunktet for disse byggeklossene kan være: Vegetabilske oljer Ulike sukkerderivater Fenol derivert fra lignin osv. 8

9 Hvorfor bruke biobaserte plaster/kompositter? Mange av de biobaserte råvarene er mer miljøvennlige og kan gi bedre arbeidsmiljø under produksjon og i produktets levetid. Råvarene lages av et fornybart råstoff som er lett tilgjengelig. Biobaserte plaster/kompositter har et potensial for å gi lavere CO2 avtrykk i produktets levetid (LCA) Olje blir dyrere og mindre tilgjengelig. Dette kan medføre økt etterspørsel etter landbruks og skogressurser i en ny resursbasert sirkulær økonomi. 9

10 Politisk er det ønsket et skifte fra oljebasert økonomi til biobasert økonomi. DET GRØNNE SKIFTET! Det kommer lovgivning med krav til biobasert innhold i produktene (EU, USA, Canada) Det settes opp myndighetsfinansierte støtteordninger og insentiver for å kjøpe inn eller å produsere biobaserte produkter (USA; Canada; EU?). Dette skiftet kan igjen gi økt sysselsetning i landlige distriktene utenfor de store byene 10

11 Hvilke ulemper eller bekymringer gir økt bruk av biobaserte plaster? Noen hevder at genmanipulering av planter for å designe spesielle egenskaper kan være en trussel for miljøet. Bruk av spiselige planter til biobaserte produkter kan være negativt for verdens matproduksjon. Viktig hvor Bioraffeneriene plasseres geografisk for å unngå lang transport av biomassen. Det kan være vanskelig å skille de biobaserte plastene fra oljebaserte produkter ved resirkulering. Eksempel: En flaske laget av biobasert PLA er vanskelig å skille fra en flaske laget av PET. 11

12 Biodegenererbare plaster kan være en fordel i mange produkter men ikke i alle! Hvordan ser bærekraftbilde ut for de ikke biodegenererbare plastene i et livsløp perspektiv (LCA)? Hvordan er prosessegenskapene for de biobaserte råvarene? Hvordan er de mekaniske egenskapene og karakteriseringen av de biobaserte plastene i forhold til standard produkter? 12

13 Noen eksempler på hva som leveres av biobaserte råvarer i dag? BECKOSOL AQ Soya basert alkyd latex coating ENVIROLITE Soya olje basert umettet polyester Albis leverer Cellidor som er en cellulose basert termoplast Videre har de: Arboform, Arbofill og Arboblend som er ligning eller fiber baserte Scott Bader s Crystic Green system Ecopreg PFA Biotex natural yarns Produserer en rekke biobaserte resiner GreenPoxy Denne listen er langt fra komplett. Flere av bedriftene som har holdt presentasjoner og har utstilling her på Teknologi og Polymerdagene leverer også biobaserte råvarer.

14 Hva brukes biobaserte plaster til i dag? Bilindustrien tar i bruk biobaserte plaster og fibre i både Chassi, intriør og motordeler Emballasjeindustrien er en storforbruker av biobaserte plaster 14

15 Hvem driver utviklingen på dette området i dag? Sverige og Finland: Det svenske forskningsrådet RISE: har utarbeidet «Roadmaps toward the future bioeconomy the vital role of the forest industry» Tyskland og Nederland: USA og Canada Andre aktører?: De store råvareleverandørene 15

16 Hvem jobber med forskning og utvikling på biobaserte plaster i Norge i dag? Miljøene i Norge må samarbeide tett og godt i tiden fremover! 16

17 NTNU i Gjøvik og Sintef Raufoss bygger opp forsknings og utdanningskompetanse på dette området i samarbeid med Trondheims miljøet og Sintef M&K. NTNU og SRM skal ansette en professor og PhDer med grønt fokus med base på Gjøvik. Vi vil også samarbeide med de andre miljøene både i Norge og Internasjonalt Vårt forskningsfokuset ønsker vi at skal bli applikasjons og industrinært: Hvordan opptrer disse materialene i verktøyene vi bruker? Hvilke mekaniske og fysiske egenskaper har disse produktene? Hvordan matrialkarakteriserer vi slike produkter? Hvordan ser livsløp analysen (LCA) ut for disse produktene i et bærekraft perspektiv 17

18 Veien videre? Hva har industrien i Norge behov for av hjelp og støtte på disse materialene? Vi har nå utviklet og startet opp utdanninger på plast og kompositt i Norge! Har startet opp VKII Plast og kompositt Har startet opp toårig teknisk fagskole Plast og kompositt Har startet opp toårig teknisk fagskole i Plast og kompositt. 1. kull ferdig vår 2017 Gjøvik har startet opp bachelor ingeniørfag maskin m spesialisering i plast og kompositt 18

19 19 Takk for oppmerksomheten!