Bionedbrytbara vinylpolymerer från biobaserad råvara
- Diarienummer
- ID24-0044
- Projektledare
- Malmström Jonsson, Eva
- Start- och slutdatum
- 250101-281231
- Beviljat belopp
- 3 250 000 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Övergripande mål i kort 1. Utbilda en doktorand med unik profil med erfarenhet av de utmaningar som är relaterade till övergång från fossil- till biobaserade material. 2. Inspirerad av polyvinylalkohol; utveckla djuo kunskap om hur olika substituenter i vinylpolymerens huvudkedja påverkar bionedbrytbarhet i syfte att begränsa ackumuleringen . 3. Utveckla biobaserade vinylmonomerer som kan polymeriseras med (fri-)radikalmetoder för att resultera i polymerer med labila bindningar i huvudkedjan. Kort arbetsplanering - Vidareutveckling av cykliska ketenacetaler och deras polymerisation genom "radikalringöppningspolymerisation". - Ta fram vinylpolymerer med en nedbrytbar huvudkedja. - Polymersiera särskilt intressant monomerer med industriellt relevanta reaktinsbetingelser. - Karakterisera biologisk nedbrytbarhet och andra polymeregenskaper. - Framställa biobaserade vinylmonomerer som kan resultera i biologiskt nedbrytbara polymerer. Förväntade resultat - Detaljerad förståelse avcykliska ketenacetal-monomerer (och liknande); deras stabilitet i vattenbaserade system och olika reaktionsbetingelser. - Fördjupad kunskap om hur olika sidogrupper på vinylpolymerens huvudkedja påverkar biologisk nedbrytbarhet och hur labila bindingar kan introduceras i polymerens huvudkedja genom radikalpolymerisation. - Nya vinylmonomerer lämpliga för suspensionspolymerisation som resulterar i bionedbrytbara polymerer. - Doktorsavhandling.
Populärvetenskaplig beskrivning
Det spelar ingen roll om vi tänker på vår dator, mobiltelefon, medicintekniska produkter, färger, fordon, textilplagg eller förpackningar – nästan allt i vår vardag innehåller plast och det är också en förutsättning för olika produkters funktion och prestanda. Tyvärr är en stor andel av de cirka 400 miljoner ton plast som produceras årligen icke-hållbara material eftersom de härrör från fossilbaserade resurser (endast ~2 % från biobaserade källor). Till allra största del är plasten också kemiskt stabil, vilket betyder att den inte bryts ned om den hamnar i naturen utan i stället anrikas och leda till negativ påverkan på växt- och djurliv. Det föreslagna projektet är ett industridoktorandprojekt som ska utföras som ett samarbete med forskare på KTH och på Nouryon. Projektet är särskilt inriktat på expanderbara mikrosfärer (EM), baserade på s k vinylpolymerer, som används i många vardagsprodukter och som idag uteslutande produceras från fossil-baserade källor. Framställningen av EM är relativt komplex och man vill gärna hålla fast vid den process som används idag men utgå från andra startmaterial. Tillsammans ska vi undersöka om vi kan utveckla själva polymerisationen så att den vinylpolymer som bildas kommer att innehålla nedbrytningsbara segment. För att lyckas med detta behöver detaljstudera nya typer av startmaterial (monomerer) så att de efter polymerisation ger tänkta kemiska egenskaper som möjliggör nedbrytning. Vidare har vi inspirerats av faktumet att polyvinylalhol är bionedbrytbart trots att det är en vinylpolymer och vi vill därför utveckla förståelsen för varför det är så med en förhoppning att vi då kan skräddarsy liknande polymerer som möjliggör framställning av bionedbrytbara EM. Slutligen vill vi också undersöka om det finns nya kemiska beståndsdelar från biomassa som kan utvecklas till monomerer som kan polymeriseras till nedbrytbara polymerer. Vi tror att den doktorand som får möjlighet att utföra detta projekt kommer att få en gedigen forskarutbildning med fokus på materialframställning, karakterisering av materialegenskaper och inte minst ges möjlighet att fördjupa sig i struktur-egenskapssamband i relation till bionedbrytbarhet. Med färdigheter och kompetenser från projektet kommer hen att under lång tid framöver kunna vara med och accelerera arbetet för att nå ökad hållbarhet i många avseenden.