Helt ligninbaserade kolfiberkompositer

Projektet pågick mellan november 2018 och maj 2019.

Idag sker produktionen av kolfiberkomposit med hjälp av fossilbaserade råvaror. Projektet använde sig av lignin för att tillverka kolfiberkompositer som är helt biobaserade. Projektet ville utveckla det första helt ligninbaserade kolfiberkompositmaterialet någonsin. Råmaterialet, lignin, togs från massafabriker. Det finns två beståndsdelar i en kolfiberkomposit – kolfibrer och polymermatris, båda dessa skapades från lignin.

Deltagare

RISE, KTH, RenCom, Valmet, Stora Enso, Södra, Fortum, Metsä, Klabin, Fibria, Altri, Domtar, Mercer, Sappi och Naviator.

Budget

Projektets budget var 500 000 SEK.

Därför var detta viktigt

Idag sker produktionen av kolfiberkomposit med hjälp av fossilbaserade råvaror. Om dessa råvaror skulle kunna ersättas med biobaserade restprodukter från skogsindustrin skulle det innebära ett bidrag till bioekonomin.

Förväntade resultat

En kolfiberkomposit som är helt biobaserad har stor potential när det gäller att minska användning av fossila material inom sitt segment, men skulle även ha stor konkurrenskraft. Detta skulle kunna förändra marknadsförutsättningarna på ett flertal områden. Ett par exempel på detta skulle kunna vara inom fordonsindustrin (lättare bilar) eller inom vindkraftsindustrin (större diameter på vindkraftverkets vingar).

Konkreta resultat

Projektet har lyckats tillverka en kolfiberkomposit helt av lignin – så vitt projektet vet den första i sitt slag. Ett nytt, helt ligninbaserat, härdplastsystem som idag bara finns i labbskala har använts. Det finns stora förväntningar på att dess egenskaper kan förbättras.

De mekaniska egenskaperna är än så länge otillräckliga för ett strukturellt material. Resultaten är trots det unika då en helt ligninbaserad kolfiberkomposit inte har tillverkats förrän nu. Det finns stort utrymme för förbättringar – det finns flera uppslag – och projektet tror att detta är ett materialkoncept för framtiden.

Kolfibermattorna har tillverkats vid RISE. Härdplasten har tillverkats vid KTH Inst. för Fiber- och Polymerteknologi, och tillverkning och provning har utförts vid KTH Inst. för Farkost och Flyg.

Demonstrator. Bild: RISE

Nästa steg

I ett nästa steg behöver projektet göra mer grundläggande arbete för att förbättra materialen och processerna – med både smältspunna och elektrospunna ligninfibrer och förbättring av polymerhärdningsprocessen. Projektkonsortiet tänker sig ett större projekt med 2-3 doktorander, kanske med finansiering via Formas. De planerar även att söka industriell finansiering med partners som kan vara intresserade av en steg 2-ansökan i ett lite senare skede.