Helt ligninbaserade kolfiberkompositer

Syfte och mål

Syfte: att göra ett högpresterande material från en restprodukt från skogsindustrin. Mål 1- Tillverka ett kolfiberkompositlaminat helt och hållet från lignin: I princip uppnått, förutom målet 30% volymfraktion fibrer. Mål 2 - Utvärdera materialets mekaniska prestanda och framtida potential: Uppnått. Mål 3 - Använda uppmätta och framtida uppskattade egenskaper för att se vilka möjliga framtida applikationsområden som finns ett sådant material: Endast delvis uppnått. De mekaniska egenskaperna är väsentligt lägre än förhoppningen, mest beroende på låg fibervolymfraktion.

Resultat och förväntade effekter

Vi har tillverkat en kolfiberkomposit helt av lignin så vitt vi vet den första i sitt slag. Ett nytt, helt ligninbaserat, härdplastsystem som idag bara finns i labbskala har använts. Det finns stora förväntningar på att dess egenskaper kan förbättras. De mekaniska egenskaperna är än så länge otillräckliga för ett strukturellt material. Resultaten är trots det unika då en helt ligninbaserad kolfiberkomposit inte har tillverkats förrän nu. Det finns stort utrymme för förbättringar det finns flera uppslag och vi tror att detta är ett materialkoncept för framtiden.

Upplägg och genomförande

Genomförandet har i stort följt plan. Kolfibermattorna har tillverkats vid RISE. Härdplasten har tillverkats vid KTH Inst. för fiber- och polymerteknologi, och tillverkning och provning har utförts vid KTH Inst. för farkost och flyg. Det största arbetet har varit att hitta en bra metod för tillverkning av kompositen. Många varianter har provats för att få bra vätning, rimliga fiberhalter och väl konsoliderade laminat. Vi har kompletterat med reologimätningar. Dock har ingen ”optimering” av processen utförts. Den mekaniska provningen var enligt plan inte heller omfattande.