Afbeelding
shutterstock_137333615
Afbeelding
shutterstock_137333615

Opschalen van biocomposieten voor de bouw

Projectleider
Rik Brouwer
Looptijd
juli 2022 t/m juni 2023
Domeinen
Techniek

Composieten zijn materialen die worden gebruikt in structurele toepassingen zoals gebouwen, boten, luchtvaart of sportartikelen. De belangrijkste redenen om ze te gebruiken zijn hun lage gewicht, hoge sterkte, veerkracht en ontwerpvrijheid. Deze materialen worden meestal vervaardigd uit thermohardende of thermoplastische polymeren die de versterkende vezels, zoals glas-, koolstof- of aramidevezels, binden. 

Composietprofielen met een constante doorsnede, zoals buizen, I-balken of omega-profielen, worden doorgaans geproduceerd met de pultrusiemethode, die continu fabriceren van oneindige lengtes mogelijk maakt. Traditionele pultrusie maakt gebruik van thermohardende harsen. Harsen met een lage viscositeit impregneren de vezels, die vervolgens door een verwarmd kanaal worden getrokken om het composiet zijn uiteindelijke vorm te geven en de hars uit te laten harden. 

Aanleiding 

In het geval van thermoplastische pultrusie wordt het polymeer gesmolten en geïnjecteerd in het verwarmde impregnatiekanaal waar de vezels doorheen worden getrokken. Het laatste deel van dit kanaal is gekoeld om het profiel af te koelen. Impregneren met thermoplasten is moeilijker vanwege de doorgaans hogere viscositeit van het gesmolten polymeer. Tegenwoordig worden alleen dunne tapes gemaakt door middel van thermoplastische pultrusie. 

Een derde, nieuwe en experimentele techniek zou zijn om monomeren of oligomeren te gebruiken en de polymerisatie in het impregnatiekanaal te laten plaatsvinden. De lage viscositeit van monomeren maakt snelle impregnatie mogelijk. 

Welk probleem lost het project op? 

De karakteristieke lineariteit van het pultrusieproces maakt uitstekende uitlijning van de vezels mogelijk met een zeer hoog vezelvolume, wat superieure mechanische eigenschappen biedt in vergelijking met andere methoden voor het fabriceren van composieten. Vanuit een milieuperspectief is het proces ook interessant vanwege de lage hoeveelheid bijbehorend post-industrieel afval. 

Wie is het projectteam? 

  • NHL Stenden Hogeschool
  • MCE 

Hoe pakt het projectteam dat aan? 

Het project definieert de volgende mijlpalen:  

  1. De optimalisatie van de basisproductie van de bio-composieten. 
  2. De basisproeven van de machine met conventionele composieten, de optimalisatie van de verwerking van de bio-composieten en de optimalisatie van de mechanische eigenschappen van de bio-composietprofielen. 
  3. De productie van een demonstratiestuk. 
Afbeelding
CICE-logo