De gör plast av trä

KTH har under de senaste fem åren fått stor uppmärksamhet världen över när det gäller träforskning, särskilt arbetet med transparent trä. På senare år har det också gjorts stora framsteg med tekniskt lignin och idag finns det processer för att utvinna stora volymer lignin vid pappersframställning.

Nu har en grupp forskare från KTH tillsammans med kollegor från Tyskland och Schweiz tittat närmare på ligninbaserade materials uppbyggnad. Med hjälp av Petra III, en synkrotronljusanläggning vid tyska forskningscentrumet DESY, har ligninet studerats med hjälp av röntgen. I detalj handlar det om att se hur ligninkomponenterna i den härdplast forskarna utvecklat interagerar på molekylär nivå och hur det påverkar materialets egenskaper på makronivå. 

Unikt arbete

Resultatet? För första gången har forskarna kunnat visa att genom att sortera ligninet i fraktioner med skiftande molekylära strukturer får man olika effekt när man gör plast av dem. 

– Det som vi gjort vid DESY är unikt. Vi har fått en ökad förståelse för lignins fysiska struktur och det inverkar på materialets egenskaper, säger Marcus Jawerth, forskare vid avdelningen Ytbehandlingsteknik på KTH.

Denna nyfunna kunskap innebär i sin tur en bättre förståelse för hur lignin ska kunna användas som råmaterial i härdplast, och hur egenskaperna av denna biobaserade plast kan styras avhängt användningsområde.

– Beroende av vad materialet ska användas till kan det styras att till exempel bli hårdare eller mjukare genom olika så kallade glasomvandlingstemperaturer där biopolymeren mjuknar vid olika temperaturer.

Från restprodukt till råmaterial

Marcus Jawerth är huvudförfattare till den vetenskapliga artikel om arbetet som precis publicerats i tidskriften Applied Polymer Materials. Forskarkollegan Mats Johansson, professor i polymerteknologi vid KTH, är den som lett forskningsarbetet och varit Marcus Jawerths handledare.

– Lignin är en av de största naturligt förekommande källorna till aromatiska föreningar som man till exempel kan göra bioplaster av. Lignin har emellertid fram till idag betraktas som en restprodukt eller bränsle, säger Mats Johansson.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Marcus Jawerth på mjawerth@kth.se eller Mats Johansson på 08 - 790 92 87 / matskg@kth.se.

Faktaruta

• Restprodukten från pappersframställningen uppgår till cirka 70 miljoner ton lignin per år i världen. Ungefär fem procent av detta kommer från Sverige. Här finns det en stor potential.
• Härdplast är uppbyggd av tvärbundna molekyler i ett tredimensionellt nätverk. Molekylkedjor är genom förnätningen så starkt sammanflätade att de inte kan lösgöras från varandra genom uppvärmning.
• Forskningen har utförts inom ramen för Wallenberg Wood Science Center, ett forskningscentrum som finansieras av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse (KAW). KTH, Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, RISE och DESY har varit involverade i forskningsprojektet. 
• Det är ligninbaserade härdplastsystem som forskarna utvecklat och som har legat till grund för studien. Här är den vetenskapliga artikeln .