Plast, textil och kompositer Polymera material vid Högskolan i Borås

Transkript

1 Plast, textil och kompositer Polymera material vid Högskolan i Borås Professor Mikael Skrifvars Sektionen för textilteknologi Akademin för textil, teknik och ekonomi Högskolan i Borås MSK

2 Högskolan i Borås helårsstudenter 53 professorer, 367 lärare, 294 övrig personal 615 miljoner kr omsättning 81 program, 139 kurser Forskarutbildningsrättigheter inom 4 områden sedan doktorander Första disputationen 2014 Ca 10 disputationer år 2015 MSK

3 Ny organisation vid Högskolan i Borås Tre akademier: Akademin för textil, teknik och ekonomi Akademin för vård, arbetsliv och välfärd Akademin för bibliotek, information, pedagogik och IT Akademin för textil, teknik och ekonomi: Sektionen för resursåtervinning och bygg Sektionen för ingenjörsvetenskap Sektionen för företagsekonomi och textilt management Sektionen för textilteknologi MSK Sektionen för design 3

4 Utbildningar vid Högskolan i Borås Sex områden: Biblioteks- och informationsvetenskap Handel och IT Hållbar vårdutveckling Pedagogiskt arbete Resursåtervinning och ingenjörsutbildningar Textil och mode Treåriga utbildningar på grundläggande nivå Tvååriga masterprogram på engelska Forskarutbildning inom 4 områden: Biblioteks- och informationsvetenskap Resursåtervinning Textil och mode Textil och mode konstnärligt område MSK

5 Utbildningar med polymerinnehåll: Akademin för textil, teknik och ekonomi: Kemiingenjör tillämpad bioteknik, 180 hp Polymerer inom bioteknik Maskiningenjör produktutveckling, 180 hp Polymerer som konstruktionsmaterial Textilingenjör, 180 hp Polymerer i textil Master i resursåtervinning, 120 hp, på engelska Biopolymerer, återvinning och bionedbrytning Master i textilteknik, 120 hp, på engelska Polymerer i smarta textila tillämpningar MSK

6 Forskarutbildningar med polymerinnehåll Resursåtervinning: Biobaserade polymerer Biokompositer baserade på naturfibrer och biopolymerer Utvinning av polymerer från avfallsfraktioner Återvinning av plaster, kompositer och textila material Tillämpning av polymera material inom resursåtervinning Textil och mode: Funktionella polymerer för smarta textilier Funktionell modifiering av textila material mha ytbehandling och beläggning Textil tillverkning mha cellulosabaserade textilfibrer Totalt ca 10 doktorander med polymeranknytning MSK

7 Forskning inom det polymera området Professor Mikael Skrifvars: Polymera material för plast, textil och kompositer Professor Kim Bolton: Modellering och simulering av polymera materials växelverkan med andra molekyler Professor Mohammad Taherzadeh: Polymera material i biotekniska tillämpningar Professor Vincent Nierstraz: Textila beläggningar för smarta och funktionella textila produkter Professor Fernando Seoane: Smarta textilier for medicinsk elektronik MSK

8 MSK

9 Polymerforskningen - historik 2003: Professur i polymerteknologi etablerades - finansiering från Sparbankstiftelsen Sjuhärad 2004: Inköp av egen utrustning för termisk analys av plaster - DSC och TGA 2005: Utrustning för plastbearbetning installerades - mikrokompounder och formspruta 2006: EU projektet Newbone startade 2007: Eget polymerlabb invigs 2008: Labtekniker Haike Hilke anställd 2009: Utrustning för smältspinning av fibrer installerades 2009: Dan Åkesson disputerade 2010: Doktorsexamensrättigheter i Resursåtervinning erhålls 2011: Kayode Adekunle och Azadeh Soroudi disputerade 2013: Tariq Bashir disputerade 2015: Fatimat Bakare, Sunil Kumar och Behnaz Baghaei disputerar MSK

10 Forskargruppen för polymera material Professor Mikael Skrifvars Dr Dan Åkesson, lektor Dr Tariq Bashir, postdoc forskare Adib Kalantar, doktorand Fatimat Bakare, doktorand Behnaz Baghaeidoktorand Sunil Kumar Ramamoorthy, doktorand Haike Hilke, labbtekniker 2-3 master exjobbstudenter 2-3 utbytesstudenter 1 2 gästforskare MSK

11 Forskningsområden - professor Mikael Skrifvars Utveckling av funktionella polymera fibrer för textila tillämpningar Elektriskt ledande fibrer (extruderade och ytbelagda) Smältextrudering av flamskyddade fibrer Biomedicinskt aktiva fibrer för vävnadsregenerering Utveckling av kompositmaterial från biobaserade råvaror Syntes av biobaserade härdplatser från växtoljor och biomonomerer Utveckling av naturfibrer: textila armeringar, hybridfibrer samt non-woven Materialåtervinning av kompositer, plaster och textil Mikrovågspyrolys av kompositavfall Materialåtervinning av textilt produktionsavfall Industridoktorandprojekt (Muovitech AB, Borås) HDPE baserade kompositmaterial MSK

12 Doktorsavhandlingar Examination vid Chalmers tekniska högskolan fram till 2011 MSK

13 Pågående doktorandprojekt Högskolan i Borås - Resursåtervinning Behnaz Baghaei, Biobased hybrid yarns for structural composites (2015) Sunil Ramamoorthy, Natural fiber composites based on regenerated cellulose fiber (2015) Fatimat Bakare, Synthesis of biobased composites with a novel thermoset resin from rubber seed oil (2015) Adib Kalanter, Thermal and mechanical properties of polymer composites and its application in the energy recovery in industrial scale (2016) Industridoktorand, MuoviTech AB, Borås Uleåborgs universitet, Finland Maria Persson, Three-dimensional textile scaffolds for bone tissue engineering (2014) Tammerfors tekniska universitet, Finland Rajan Rathish, Surface Modification of Natural Fibres to be used as Reinforcement in Bio-composites - (2016) MSK

14 Facilities Labb och utrustning Karaktärisering av Polymerer Two Differential Scanning Calorimeter (DSC) Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) Two Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) Nicolet 6700 FT-IR spectrometer at SP HPLC/GPC with UV, RI and LS detectors ptical microscope / Ubbelohde viscosimeter Tinium lsen mechanical tester - Load cells 250N, 5 kn and 10 kn - Grips for composites, plastics, yarns and fibres - 3- and 4-point bending - Laser extensometer - Mechanical extensometer Pendulum impact testing machine Bearbetning av Kompositer Thermoset resin synthesis/reactor Two hydraulic presses Vaccum infusion device RTM tool Fiber reinforcement forming equipment MSK UV curing unit 15

15 Labb och utrustning Polymer Bearbetning DSM Xplore Microcompounder DSM Xplore IM machine Single screw extruder Twin screw extruder at SP Fiberbearbetning Piston melt spinning unit Solid state drawing unit Conductive fiber coating equipment Fiber characterizations - Extension/contraction of textile MSK

16 Labb och utrustning textila material Spinnutrustning för stapelfibrer Kardmaskin för stapelfibrer Handvävstolar, 2D och 3D Jaquard vävstolar Varputrustning Utrustning för färgning, bestrykning och ytbehandling Utrustning för tryckning MSK

17 Weaving of 3D textile structures Lena Berglin, School of Textiles warp weft Construction parameters: - 3 fibre filaments directions - 5 warp layers, 6 weft layers - 1/1 Z binding yarn - 14 yarns per centimetre in each layer 840 warp threads (ca. 10 cm MSK wide) 18

18 CVD polymerizadon of PEDT on yarns PhD thesis: Tariq Bashir 2013 EDT PEDT Doping of PEDT MSK PEDT coated fibers 19

19 Töjningssensor sdckad texdl 50% stretch Relaxa-on ResIstance (ohm) Time (sec) Extension MSK

20 Thermoset biocomposites: Regenerated cellulose (Lyocell and Viscose) non-woven reinforcements PhD thesis: Sunil Ramamoorthy 2015 Carding and needling Compression moulding with plant oil resins Methacrylic anhydride modified soybean oil (MMS) MSK

21 Thermoplastic biocomposites: Hybrid hemp-pla yarns (co-wrapping and staple spinning) PhD thesis: Behnaz Baghaei 2015 Highly twisted staple fibres in the yarn Thin wrapping yarn Low twist yarns or spun staple fibres in the core Possibility to use fibre/ yarn mixtures in the core! Conventional staple yarn Hybrid yarn MSK

22 Synthesis of glycerol-lactic acid thermosets Reinforced with warp-knitted viscose fabrics PhD thesis: Fatimat Bakare 2015 Glycerol + lactic acid + methacrylic anhydride MSK

23 Textile structures for bone tissue regeneration: Development of biomedical active 3D textile scaffolds from melt spun polylactic acid - hydroxyapatite blends PhD thesis: Maria Persson, University of ulu, 2014 MSK

24 Mistra Closing the Loop programmet: Mekanisk återvinning av biopolymerer och biokompositer , 6 miljoner kr Syfte och mål: Att undersöka möjligheterna at materialåtervinna bioplaster och biokompositer Biopolymerer: PLA, PLAblandningar, PLA-trä kompositer, biopolyamider Polymerernas mekaniska egenskaper och kemiska nedbrytning har undersökts under upprepad bearbetning En återvinningsmanual skall tas fram Projektdeltagare SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Chalmers tekniska högskola Högskolan i Borås Tarkett AB IKEA Södra Cell Hammarplast Consumer AB Riflex Film AB Safeman AB Kreol of Sweden Lysmask Innovation AB MSK Cefur

25 Materialåtervinning av biopolymerer Biopolymer Extrudering Karaktärisering Malning Torkning Extrudering 6 gånger simulerar återvinning av produktionsspill MSK

26 Materialåtervinning av biopolymerer Biopolymer Extrudering Karaktärisering Malning Torkning PLA klarar extrudering bra upp till 7 cykler PLA-träkomposit klarar extrudering bra upp till 3-4 cykler Extrudering 6 gånger simulerar återvinning av produktionsspill MSK

27 Materialåtervinning av åldrad PLA - träkomposit Biopolymer Extrudering Karaktärisering Åldring Malning Åldring: 50 C, 90% RH, 7 veckor Torkning MSK

28 Materialåtervinning av åldrad PLA - träkomposit Biopolymer Extrudering Karaktärisering Åldring Malning Torkning I fuktig miljö åldrad PLA träkomposit kan inte materialåtervinnas MSK

29 Tack för uppmärksamheten! Frågor: MSK