Smart WPC projektin tarkoitus on tutkia ja kehittää edistyksellisiä puumuovi komposiitteja (WPC) lisäämällä komposiittien toiminnallisia ominaisuuksia ja kehittämällä hybridimateriaalirakenteita joissa on lujia selluloosakuituja. Projektissa ovat läheisessä yhteistyössä Swerea SICOMP AB, Piteå, (projektikoordinaattori, liittyi RISE-instituuttiin lokakuun 2018 alussa) Luulajan Teknillinen Yliopisto, Luulaja sekä Centria Ammattikorkeakoulu, Kokkola. Projekti alkoi 2.1.2017 ja päättyy 20.12.2019. Projektin tavoitteena on lisätä puumuovi komposiittien käyttöä monipuolisesti erilaisissa innovatiivisissa tuotteissa sekä parantaa tietämystä ja teknologiaa.
Kolmea erilaista kestomuovia, jauhettua puuta ja kaupallisesti valmistettua grafeenimasterbatchia sekoitettiin kaksiruuvisella kompaunderilla eri seossuhtein. Tällä menetelmällä on vaikea saada seokseen grafeenirakennetta, mutta nano-grafiittia sen sijaan on havaittu. Tällä hetkellä sähkönjohtavuus on saavutettu 15 %-p grafeeniseoksella PP-pohjaisessa puu-muovi-komposiitissa. Mitattu pintaresistiivisyys oli 2.90×106 ohm/sq, joka on samaa luokkaa kuin markkinoilla olevilla sähköjohtavilla polypropeenilaaduilla.
Useissa tutkimuksissa sekä myös käytännön kehitystyössä teollisuudessa on todettu, että kaikista kestomuoveista HDPE on vaikeinta saada sähköä johtavaksi. Tämän projektin tulokset ovat samansuuntaisia, 15 %-p nanografiitin lisäyksellä ei vielä saavutettu johtavuutta. Toisaalta sekä lujuus että jäykkyys kuitenkin lisääntyivät.
Reologiatutkimukset osoittavat, että voimakkaampi muokkaus, korkeampi pyörimisnopeus ja lisäaineistus ovat parantaneet nanografiittiverkon syntymistä. Nanografiitti-modifioitua LLDPE-pohjaista puukomposiittia tullaan sekoittamaan ja tutkimaan saadaanko sähkönjohtokykyä lisättyä pienemmillä nanografiittilisäyksissä. Johtokyvyn tutkiminen useilla yleisillä kestomuoveilla on perusteltua, koska puumuovikomposiittiteollisuus käyttää kierrätysmateriaalia, joka sisältää eri muoveja.
Samanaikaisesti sähköä johtavien selluloosakuitujen tutkimus jatkuu. Regeneroituja selluloosakuituja ja luonnonkuituja on pinnoitettu johtavilla partikkeleilla, metallilla ja hiilellä, pinnoitusmenetelmiä kehitetään.
Tuloksia on julkistettu eri tavoin, kuten posterein esityksin eri konferensseissa ja työpajoissa (FPCM 14, ECCM 18, Kokkola Material Week 2018, jne.) 1. työpaja on alustavasti suunniteltu pidettäväksi maaliskuun 2019 lopussa.
Lisätietoa:
Swerea SICOMP e-news nr. 52 (Maaliskuu 2017) (https://www.swerea.se/publikationer/swerea-sicomp-e-news)
projektin sivut: www.centria.fi/smartwpc.
Tuensaajat: Sicomp, LTU, Centria
Hankeaika: 2017-2019
Hankkeen budjetti: 1 049 500EUR
Myönnetty EU-varat: 682 174 EUR
Myönnetty IR-varat: 0 EUR
Julkinen rahoitus: 367 326 EUR
Yksityinen rahoitus: 0 EUR
