Konsumtionen av fossilbaserad plast fortsätter att växa exponentiellt, men mindre än 10 % av det globala plastavfallet återvinns och bara 19 procent förbränns, medan den återstående majoriteten inte tas om hand. Det finns en stark motivation att ersätta fossilbaserad plast med hållbara alternativ. Stärkelse är en av de mest mångsidiga och vanligast förekommande biopolymererna som kan användas i biologiskt nedbrytbara plastförpackningar.
Vanliga bioplaster tillverkade av biopolymerer är ofta utmärkta syrebarriärer, men dåliga vattenångbarriärer på grund av deras hygroskopiska natur. För att förbättra barriärprestandan och möta kraven från förpackningsindustrin behövs fyllmedel, som grafen. För detta ändamål har RISE utvecklat ett koncept för att blanda grafen i vatten med hjälp av stärkelse som dispergeringsmedel, vilket eliminerar behovet av ytaktiva ämnen och därmed deras eventuellt negativa effekter på kompositer.
Med detta koncept kan grafen ge kompositer både förbättrad syre- och vattenångbarriär samtidigt, vilket skulle tackla en känd utmaning. Dessutom kan grafen också ge elektrisk ledningsförmåga som gör kompositer attraktiva för smarta förpackningar. I detta projekt kommer RISE och Billerud att utveckla stärkelsebaserade barriärbeläggningar för framtida förpackningar.
Därför är detta viktigt
Behovet av förpackningar växer snabbt men de flesta förpackningarna är fortfarande tillverkade av fossilbaserade material som till stor del bidrar till de globala koldioxidutsläppen. Det finns en stark motivation från varumärkesägare, lagstiftare och konsumenter att gå över till hållbarhet. Det föreslagna konceptet i detta projekt, stärkelsebaserade barriärbeläggningar förstärkta med grafen, har potential att uppfylla framtida hållbarhetskrav för förpackningsindustrin.
Förväntat resultat
Målet med projektet är att utveckla en vattenbaserad stärkelse-grafen-dispersion som i ett framtida projekt kan implementeras i semi-pilotskaliga beläggningsprocesser tillgängliga vid behovsägarens anläggningar (Billerud) för pappersförpackningar. Syftet är att ersätta konventionell fossilbaserad plast med hållbara alternativ.
De önskade resultaten är att:
(1) Få kunskap om materialutveckling
(2) Verifiera om förutsättningar finns för implementering av beläggningsprocesser (barriär på kartong) i en semi-pilotskala vid behovsägarens anläggning. Fokus ligger på effektivitet, skala och förbättrad barriärprestanda. Den önskade effekten är att skapa marknads- och hållbarhetsvärde för slutanvändarna.
Deltagare
RISE Research Institutes of Sweden och Billerud.
Budget & tidplan
Projektet har en total budget på 1 MSEK och kommer att pågå under sju månader – mellan november 2022 och maj 2023.