Ligninbaserade elastomerer

I takt med att kraven på miljövänliga och hållbara material ökar, blir biobaserade elastomerer allt viktigare inom industri och forskning. Genom att använda förnybara råvaror som lignin – en naturlig biprodukt från skogsindustrin – kan fossila material i gummi och plast ersättas med gröna alternativ.

Lignin, som årligen produceras i över 50 miljoner ton från trämassa och andra bioraffinaderiprocesser, är naturens eget bindemedel. Det återfinns i cellväggarna hos alla växter, där det sammanfogar fibrer och bidrar till växternas strukturella styrka. Tack vare sin unika kemiska sammansättning har lignin potential att ersätta fossila råvaror i en rad applikationer – från bioplaster och asfalt till batterier, byggmaterial, flamskydd och UV-stabilisering.

Trots att marknaden för biobaserade plaster och elastomerer växer globalt, är användningen av lignin i dessa material fortfarande i ett tidigt utvecklingsskede.

Utmaningar för biobaserade elastomerer

Traditionell tillverkning av elastomerer har i nästan ett sekel dominerats av petrokemiska råmaterial, vilket har lett till högoptimerade och väl etablerade produktionsprocesser. Varje år produceras tiotals miljoner ton elastomerer som används i allt från hushållsprodukter till avancerade industriella applikationer.

Trots lovande forskningsresultat kring biobaserade alternativ – inklusive ligninbaserade elastomerer – återstår flera hinder för storskaligt industriellt införande. Bland de största utmaningarna finns svårigheter med att anpassa produktionen till befintliga processer samt att uppnå jämförbar prestanda i storskaliga tillämpningar. För att frigöra den fulla potentialen hos lignin krävs fortsatta satsningar på innovation, materialutveckling och processoptimering.

Industrialisering av ligninbaserade elastomerer

Avancerade digitala verktyg för screening och optimering

RISE tillämpar avancerade screeningmetoder för att effektivisera utvecklingen av biobaserade elastomerer. Genom automatiserade experimentella plattformar, robotik och maskininlärning kan materialegenskaper systematiskt analyseras och formuleringar optimeras snabbare än med traditionella metoder. Detta tillämpas för ligninbaserade elastomerer genom offentligt finansierade och industrifinansierade forskningsprojekt.

Kompatibilitet med industriella processer

RISE främjar en snabbare industriell användning av nya biobaserade elastomerer genom nära samarbete med industriella partners längs hela värdekedjan, från råvaruleverantörer till slutanvändare. Med en bred kunskap om tillgängliga verktyg och utrustning hos industriella partners kan RISE stärka utvecklingen av biobaserad elastomerkemi och formulering i labb- och pilotskala. Detta möjliggör en mer effektiv övergång från laboratorieutveckling till pilotproduktion och industriell implementering.

Ligninbaserade elastomerer för stötdämpning i sportprodukter

Biobaserade stötdämpande material i sporttillämpningar

Sportskoindustrin utforskar alternativ till petroleumbaserade elastomerer, i synnerhet för stötdämpande skum. Dessa material, som för närvarande domineras av fossilbaserade polymerer, har långa nedbrytningstider och cirka 300 miljoner par sneakers kasseras varje år. Samtidigt står hållbara alternativ för endast 5% av marknaden, trots ett beräknat totalt marknadsvärde på 196 miljarder USD år 2030.

Ligninbaserade elastomerer - materialutveckling och egenskaper

RISE bedriver forskning om ligninbaserade elastomerer som ett potentiellt alternativ till konventionella polymerer i stötdämpande applikationer. Modifierat lignin kan ge:
- Mekaniska egenskaper skräddarsydda för stötdämpning
- Förbättrad termisk och kemisk stabilitet
- Lägre miljöpåverkan jämfört med fossilbaserade material
- Möjligheter att integreras i cirkulära materialflöden

Fokus ligger på att förstå förhållandet mellan struktur och egenskaper, optimera bearbetningsmetoder och anpassa material för industriell implementering.