Novel methods to include graphene as a packaging barrier

Syfte och mål

Projektet syftade till att ersätta aluminiumfolie i förpackningar vilket skall leda till nya miljövänliga förpackningsmaterial. Målet var att reducera syrgaspermeabiliteten med 90% vid låga halter av grafenflak i extruderade och skummade filmer. Försök visar att det är möjligt att använda befintlig industriell utrustning för att applicera och orientera flaken. Dock krävs mer forskning kring tillsatta grafen(oxid)flaks råmaterialegenskaper och kompatibiliteten mellan flak och matris för att på ett stabilt sätt reducera syrgaspermeabiliteten vid låga grafenhalter.

Resultat och förväntade effekter

Resultaten visade på en reduktion av syrgaspermeabiliteten i PE med cirka 90% vid 7,5 wt% grafen och i PVOH filmer med 60% vid 0,5 wt% grafen (låg reproducerbarhet). Grafenflaken var orienterade vinkelrätt mot syrgastransport en i både extruderade och dispergerade filmer. Projektet har uppnått god förståelse för mekanismerna som styr transporten. Flakegenskaper, exfoliering, kompatibilitet och aggregering är viktiga. Två demonstratorer med extrudering och med skumning i pappersbestrykningsmaskin visar på goda möjligheter att applicera teknologin industriellt.

Upplägg och genomförande

En stor mängd funktionaliserade grafendispersioner och pulver har producerats inom ramen för projektet. Arbetet i arbetspaketen ”Skummade dispersionsbeläggningar” och ”Extruderade polymersmältor” har fortgått enligt plan och flera sätt för att producera grafeninnehållande filmer har använts och utvärderats. Ett flertal metoder att karakterisera dispersioner och filmer har satts upp. Projektdeltagare var 2D fab AB, Battenfeld Sverige AB, Perstorp AB, Polykemi AB, Stora Enso Pulp and Paper Asia AB, Tetra Pak Packaging Solutions AB, samt Saving Spaces AB. Industrideltagare har utfört analyser, arrangerat pilotkörningar samt bidragit med material och teknisk kompetens. Samarbetet har fungerat väl med gemensamma experiment och möten.