‘Onderzoek focust zich binnen onze organisatie op de strategische thema’s energie, extra functionaliteit en milieu. In het bijzonder wordt onder de noemer duurzaamheid naar materiaal- en procesinnovaties gekeken’, vat Geeraert samen. ‘Procesinnovaties in het kader van milieu hebben voornamelijk te maken met mechanische recycling, terwijl bij biogebaseerde materialen vooral naar materiaaleigenschappen en de milieuaspecten wordt gekeken.’
PLA2ndLife
Eind september is het internationale Cornet-project PLA2ndLife afgerond. Het onderzoek richtte zich op de ontwikkelingen van de mechanische eigenschappen van PLA bij het recycleren van dit verpakkingsmateriaal. Flanders’ PlasticVision werkte hierbij samen met twee Duitse partners, Institut fűr Kunststoffverarbeitung (IKV) en Fraunhofer LBF, en de Waalse partner Celabor. Hoewel het rapport nog niet is verschenen, wil Jan Geeraert al wel de belangrijkste conclusie kwijt. Duidelijk is dat de mechanische (sterkte) eigenschappen goed stand houden na recycleren. ‘Dat is tegen alle verwachtingen in en het biedt goede perspectieven voor het meermalige gebruik van dit biogebaseerde en composteerbare materiaal, dat vandaag de dag nog eenmalig wordt gebruikt voor bijvoorbeeld het verpakken van tijdschriften. Acht maal recycleren zou zonder kwaliteitsverlies mogelijk moeten zijn.’ Wel treden na een aantal keren recycleren in beperkte mate verkleuringen op. ‘Dat duidt op een vorm van degradatie, maar die tast de structurele eigenschappen niet aan’, verklaart Geeraert. ‘We gaan samen met de Duitse partners bestuderen welke degradatiemechanismen optreden en waarom dit niet ten koste gaat van de structurele eigenschappen. Dit zal in het eindrapport dat eind november verschijnt, aan bod komen.’
FlaxHemPlast
FlaxhemPlast is een tweede internationaal tweejarig Cornet-project, dat in mei vorig jaar van start ging. Doel is het bijmengen van korte vlas- en hennepvezels in klassieke compounds of in compounds die met de gebruikelijke verwerkingsmethoden verwerkt kunnen worden. Flanders’ PlasticVision werkt hierin opnieuw samen met IKV en Celabor, maar ook met de Katholieke Hogeschool Brugge (KHBO) met het Algemeen Belgisch Vlasverbond. Belangrijke aandachtspunten zijn de degradatie van de vezels bij de verdere verwerking van de kunststoffen en de geluids- en trillingsdemping van de eindproducten.
Jan Geeraert: ‘Vandaag de dag worden heel wat composieten gemaakt op basis van lange vezels, die in de vorm van matten of andere weefselstructuren geïmpregneerd worden met een kunststofmateriaal. Wij hopen dat de geluids- en trilligsdempende eigenschappen behouden blijven bij korte vezels van enkele millimeters in granulaat, dat via spuitgieten of extrusie verwerkt kan worden.’
Bekend was dat de modificatie van de vezels nodig zou zijn, omdat deze moeilijk mengen met polymeren, maar hiervoor is inmiddels een additief gevonden dat geschikt is voor zowel polaire als apolaire kunststoffen, weet Geeraert. ‘We hebben bij één van onze partners ontdekt dat vanaf een bepaald vezelpercentage de viscositeit te hoog wordt voor het inspuiten van de kunststoffen in een vorm. Een bijkomend probleem is het ontstaan van een zekere oriëntatie van de vezels door de schroefbeweging die het materiaal smelt en injecteert. Hoewel dit een voordeel biedt voor de sterkte van het materiaal, is het belangrijk dat beide verschijnselen worden geoptimaliseerd. ‘Een volgende stap zou het bijmengen van de vezels zijn in biogebaseerde composieten, die daardoor helemaal biogebaseerd zijn. Dat zou een vervolgproject zijn, omdat FlaxhemPlast zich richt op klassieke kunststoffen.’
Durbio
‘Een derde, in dit geval uitsluitend Vlaams, VIS-onderzoeksproject is gestart in medio 2012. Flanders’ PlasticVision vormde hiervoor een samenwerkingsverband met twee hogescholen KHBO en Artesis en het kennis- en Belgische innovatiecentrum van de textielindustrie, Centexbel. ‘Doel is het opbouwen van kennis op technisch, economisch en ecologisch gebied over hernieuwbare thermoplastisch geëxtrudeerde materialen voor langdurige toepassingen. Zoals al gezegd worden biogebaseerde materialen gewoonlijk eenmalig gebruikt. Extrusie verbindt de kunststof- en de textielindustrie.’
Met name het aanpassen van de biopolymeerformulaties voor een optimale verwerkbaarheid en eigenschappen van de materialen vragen aandacht van de onderzoekers. Dit vereist vooral evaluatie en aanpassingen van de sterkte, de UV-stabiliteit, de hydrolyseweerstand en het gebruik van additieven.
‘Het zou het best zijn dat deze additieven (weekmakers, stabilisatoren, kleurstoffen) allemaal biogebaseerd zijn’, beaamt Jan Geeraert. ‘In Vlaanderen zien we duidelijk dat KMO’s die actief zijn in additievenmarkt, hier resoluut voor kiezen. We hebben binnen ons technologiecentrum dan ook al verschillende bioadditieven mogen testen. We voegen ze toe aan het kunststofmengsel dat we dan spuitgieten in teststaafjes voor verder laboratoriumonderzoek.’ Omdat de kostprijs, net als voor biogebaseerde materialen nog vrij hoog is, is nog het nodige onderzoek nodig. Volledige vervanging van chemische additieven door biogebaseerde additieven is nu nog niet mogelijk.’
Ketendenken
Doorbraken, zoals in de schoonmaak- en wasmiddelenindustrie, zijn volgens hem wel te verwachten, omdat het milieu zo min mogelijk belast moet worden. ‘Vanuit Flanders’ PlasticVision promoten daarom het ketendenken in onze sector. Samenwerking in onderzoek en ontwikkeling is belangrijk, omdat geen enkele schakel alle kennis in huis heeft voor de uitdagingen van de sector. Kennisinstellingen spelen hier een belangrijke rol in door hun onderzoek hier op af te stemmen, zodat de markt, de bedrijven en onderzoeks- en ontwikkelingscentra op elkaar inspelen en ondersteunen. Ik krijg de afgelopen drie jaar sterk de indruk dat bedrijven hier ook voor open staan.’
Foto: Yves De Groote
