Den 30 november disputerade Innventias Helena Halonen med doktorsavhandlingen ”Structural changes during cellulose composite processing”. Arbetet visar på två metoder för att skapa ett nytt kompositmaterial baserat på enbart cellulosafibrer.
I kompositmaterial är det av största vikt att matrisen och den förstärkande komponenten kan häfta vid varandra. Minsta defekt kan reducera styrkeegenskaperna. Genom att använda komponenter från samma råvara, som i detta fall vedcellulosa, förbättras vidhäftningsförmågan. Även ur återvinningsaspekten skulle det vara en fördel att enbart använda ett material.
Doktorsavhandling visar på en tillverkningsmetod som ger ytterligare fördelar i form av låga investerings- och produktionskostnader och enkelhet. Metoden utgår från en kommersiellt tillgänglig produkt, pappers- eller dissolvingmassa från svenska massabruk, som varmpressas under tryck med vatten som den enda processkemikalien. Själva processen med varmpressning baseras på teknik och utrustning som är vanligt förekommande inom många industriella sektorer. Detta sammantaget gör metoden enkel att implementeras industriellt.
I arbetet har strukturella förändringar under tillverkningsprocessen studerats samt förhållandena mellan cellulosafibrillens organisation i fiberväggen och de mekaniska egenskaperna hos det slutliga kompositmaterialet. Genom varmpressningen ökar fibrillaggregeringen och materialet får bättre mekaniska egenskaper i form av högre styvhet och ökat vattenmotstånd. Av studierna framgick att den optimala presstemperaturen tycktes vara 170 °C för att få en snabb torkning utan att materialet bryts ner rent termiskt och samtidigt få bra mekaniska egenskaper.
– Helena har visat betydelsen av att på grundläggande nivå förstå vad processinducerade förändringar i fiberns cellväggsstruktur innebär för slutliga produktegenskaper, säger Tommy Iversen som varit Helenas handledare vid Innventia.
