GrafCoat: Grafenbaserad extrusionsbeläggning för kartong
Resultat
Grafen tillsattes till termoplastiskstärkelse (TPS) för att generera en termoplastisk biopolymer-grafen komposit med goda barriäregenskaper. Den långsiktiga målsättningen är ett material för extrusionsbeläggning av kartong till livsmedelsförpackningar.
Grafeninblandningen medförde stora förbättringar i materialets barriär mot vattenånga (uppemot 98 procent). Efter en del optimering erhölls även material med goda termoplastiska egenskaper, vilket möjliggjorde att de kunde värmepressas till tunna och homogena filmer. De initiala mätningarna av materialens barriäregenskaper är mycket lovande, men en mer komplett karaktärisering krävs.
Fokus i denna genomförbarhetsstudiehar varit på minskad permeans mot vattenånga (WVTR). Även karaktärisering av syrgasbarriär samt känslighet mot fukt behövs genomföras. Gällande materialens termoplastiska egenskaper blev dessa till slut goda och tunna homogena filmer kunde tas fram genom värmepressning. Detta visade sig vara svårare än trott och en hel del optimering av både materialframtagning och värmepressningsprotokollet krävdes. Men, slutgiltiga goda resultatet indikerar att extrusionbeläggning är möjligt. För beläggning behövs dock även god vidhäftning av filmerna på kartong. Detta hann inte utvärderades i denna projektfas. Sålunda kommer extrudering och vidhäftning vara av största fokus i den redan beviljade nästa fas av projektet.
En fascinerande insikt i projektet var att även en mycket liten grafentillsats (1 procent) kunde ge en så stor förbättring i barriäregenskaper (94 procent). Detta lovar gott inför fortsatt utvecklande av konceptet.
Vi har nu fått ett fortsättningsprojekt och efter det är konceptet förhoppningsvis redo att utvärderas i pilot-skala. Vid positivt utfall kan konceptet vidareutvecklas och vara redo för introduktion på marknaden inom uppskattningsvis 3 till 5 år. För relevant vidareutveckling mot industrialisering behövs konsortiet kompletteras med en storskalig leverantör av termoplastiskstärkelse, en konverterare samt en behovsägare.
