Dit boek is het resultaat van het SIA Raak MKB project “Biocomposieten voor civiele en bouwkundige toepassingen; Biobased brug”. Het is geschreven voor bedrijfsleven en studenten van het MBO, het HBO en de universiteiten. Het project leverde een haalbaarheidsonderzoek van een volledig biocomposieten voetgangersbrug. Materialenonderzoek bij Inholland Composites en stijfheid en sterkte berekeningen toonden aan dat een volledig biocomposieten voetgangersbrug haalbaar was. De Dommelbrug is met succes door ruim 100 studenten gebouwd.
Nieuwe materialen zijn gemaakt door plastic van biologische oorsprong te mengen met textielafval. Dit nieuwe materiaal is recyclebaar en biologisch afbreekbaar. Het is CO2 neutraal, vermindert de afvalstroom en draagt niet bij aan de uitputting van de voorraad fossiele grondstoffen. De textielvezels versterken het plastic en verlagen de kostprijs. Door de unieke eigenschappen kunnen van het materiaal designproducten gemaakt worden die niet alleen duurzaam zijn, maar ook een geheel eigen uitstraling hebben.
Een biocomposiet wordt samengesteld uit een vezel en een hars. In dit document worden twee verwerkingsvormen van biocomposieten behandeld: - Vezel/poeder versterkt kunststof (granulaat); - Kunststof plaatmateriaal versterkt met een weefsel (laminaat), ook wel Sizopreg® genoemd. Door een weefsel van vezels in kunststof te verwerken ontstaat er een sterk materiaal dat zeer goed bestand is tegen rek. De vezels zijn onder te verdelen in biologisch hernieuwbaar en synthetisch. Biologisch hernieuwbare vezels houdt in dat ze gemaakt zijn van materialen die uit de natuur of de landbouw afkomstig zijn. Dit is dus niet te verwarren met herbruikbaar. Als ‘hars’ wordt een thermoplastische kunststof gebruikt. Er wordt zowel van biologisch hernieuwbare als synthetische kunststof gebruik gemaakt. 100% Biologisch hernieuwbare thermoharder harsen zijn momenteel nog niet commercieel beschikbaar. De beschikbare harsen bestaan vaak uit een mix van biologisch hernieuwbare en synthetische harsen. De maximale hoeveelheid biologisch hernieuwbare thermoharder hars in een mix ligt zo ongeveer ronde de 50%. Dit document is opgeleverd in het project Innovatief Materialen Platform Twente (IMPT). In dit project heeft het IMPT 75 innovatieve materialen in kaart gebracht. Met een tiental materialen is toegepast onderzoek gedaan, zodat ondernemers en ontwerpers weten of en hoe zij deze kunnen toepassen.
MULTIFILE
Plastic products are currently been critically reviewed due to the growing awareness on the related problems, such as the “plastic soup”. EU has introduced a ban for a number of single-use consumer products and fossil-based polymers coming in force in 2021. The list of banned products are expected to be extended, for example for single-use, non-compostable plastics in horticulture and agriculture. Therefore, it is crucial to develop sustainable, biodegradable alternatives. A significant amount of research has been performed on biobased polymers. However, plastics are made from a polymer mixed with other materials, additives, which are essential for the plastics production and performance. Development of biodegradable solutions for these additives is lacking, but is urgently needed. Biocarbon (Biochar), is a high-carbon, fine-grained residue that is produced through pyrolysis processes. This natural product is currently used to produce energy, but the recent research indicate that it has a great potential in enhancing biopolymer properties. The biocarbon-biopolymer composite could provide a much needed fully biodegradable solution. This would be especially interesting in agricultural and horticultural applications, since biocarbon has been found to be effective at retaining water and water-soluble nutrients and to increase micro-organism activity in soil. Biocarbon-biocomposite may also be used for other markets, where biodegradability is essential, including packaging and disposable consumer articles. The BioADD consortium consists of 9 industrial partners, a branch organization and 3 research partners. The partner companies form a complementary team, including biomass providers, pyrolysis technology manufacturers and companies producing products to the relevant markets of horticulture, agriculture and packaging. For each of the companies the successful result from the project will lead to concrete business opportunities. The support of Avans, University of Groningen and Eindhoven University of Technology is essential in developing the know-how and the first product development making the innovation possible.
Tuinbouw en landbouw maken in de productie gebruik van kunststoffen als een noodzakelijk hulpmiddel om de voedselproductie veilig te stellen, de opbrengst van gewassen en de productie-efficiëntie te verbeteren. Om de transitie van op fossiele naar duurzame, bioafbreekbare en milieuvriendelijke materialen te stimuleren, is innovatie vereist. In BioADD2.0 wordt biologisch afbreekbaare bodemverbeterende biochar-biocomposieten ontwikkeld. Het concept is bewezen in een vorige RAAK-MKB-project. Het consortium in BioADD2.0 wil de materialen gereed maken voor introductie in de praktijk. De succesvolle ontwikkelingen van de biochar-biocomposiet producten zullen de innovatie en business stimuleren en bijdragen aan de transitie naar een duurzamere samenleving.
In de laatste jaren zijn er veel biocomposieten ontwikkeld, gebaseerd op vezelversterkte biologisch afbreekbare polymeren. Polymelkzuur (polylactic acid, PLA) is een van de meest onderzochte biobased matrices door de competitieve prijs, afbreekbaarheid en de goede verwerkings eigenschappen. BioBase Pack uit Heinkenszand, Appkuns uit Oosterhout en M-plastics zijn actief in de innovatieve produktie en verwerking van biocomposieten. Het doel van dit project is om op een vernieuwende manier biocomposieten te benutten, niet alleen door het veranderen van de mechanische of thermische eigenschappen van het polymeer, maar ook om het design van het eindproduct zo te ontwikkelen dat er visueel aantrekkelijke en functioneel verbeterde en dan vooral 100 % biobased producten geproduceerd kunnen worden. Samen met Avans/CoEBBE heeft Biobase Pack binnen een eerdere samenwerking ontdekt dat bepaalde vezels goed kunnen worden toegepast om biopolymeren een 100 % biobased kleuring en daarmee een meer attractieve visuele uitstraling te geven. Het onderzoek richtte zich op de verwerking van de gekleurde vezels in het biobased Hemcell polymeer matrix. In het onderzoek werd zo de mogelijkheid om 100 % biobased kleurstoffen te gebruiken aangetoond. Maar op deze manier werd ook door specifieke kleureffecten in combinatie met het gebruik van vezels een andere design aan het Hemcell polymeer gegeven. Door het onderzoek zijn echter ook een aantal vervolg vragen ontstaan, vooral betreffende de effecten van het verwerkingsproces, de eigenschappen van de nieuwe materialen en de toepassingsmogelijkheden. Deze vragen zullen in dit Biobased Betaald project verder onderzocht worden. Het doel van dit project is om een innovatieve 100% biobased festival munt te produceren o.b.v. het toepassen van gekleurde natuurlijke vezels in biobased polymeren. De evaluatie en selectie van de mogelijke vezels, verwerking in het productie en de mogelijke speciale kleur effecten (design en functionaliteit) zijn de afgeleide onderzoeksdoelen van deze studie.
