23/12/2018
Door Ad Spijkers
Onderzoekers van het Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) hebben, samen met partners uit wetenschap en industrie, een nieuw soort lijm op basis van planten ontwikkeld.
Post-It's, plakband en etiketten verliezen ook naar meerdere keren vastplakken en lostrekken niet hun kleefkracht. Dat ligt aan de gebruikte lijmen, die gewoonlijk zijn gebaseerd op fossiele grondstoffen. De vraag naar producten die niet afkomstig zijn van fossiele grondstoffen is de laatste jaren sterk gestegen. Het gezamenlijk project BioPSA houdt zich daarom bezig met de verdere ontwikkeling van drukgevoelige lijmen (Pressure Sensitive Adhesivesl PSA) uit duurzame grondstoffen, die bijvoorbeeld voor plakband zouden kunnen worden gebruikt.
Het resultaat van het project, waaraan ook de Westfälische Hochschule Recklinghausen, Jowat SE, Henkel en Logotape Gesellschaft für Selbstklebebänder deelnemen, is een bio-gebaseerde drukgevoelige lijm die ook op grote schaal is te produceren.
Biolijm op industriële schaal
Drukgevoelige lijmen kenmerken zich doordatd ze bij kamertemperatuur permanent kleverig blijven. Een lijm wordt een drukgevoelige lijm genoemd, als die vanuit de smeltfase wordt verwerkt. Lijm bestaat in wezen uit drie basiscomponenten: bindingspolymer, kleefstof (tackifier), weekmaker en verdere additieven. Bindingspolymeren– ook basispolymeren genoemd– zijn verantwoordelijk voor het bijeenhouden (binden) van de totale formule en voor de kleefkracht. Ze geven de lijm hun inwendige sterkte (cohesie).
De uitdaging was om met de receptuur vergelijkbare kleefeigenschappen als met commercieel verkrijgbare lijmen te bereiken. Voor de productie van drukgevoelige lijmen uit duurzame grondstoffen is de keuze van het basispolymeer belangrijk. Rekening houden met de beschikbaarheid, de kosten, de mogelijkheden tot modificatie en de compatibiliteit met dragermaterialen is de keuze in het BioPSA project op Poly-L-melkzuur (PLA) gevallen.
Dit polymeer uit duurzame grondstoffen is op de wereldmarkt beschikbaar tegen vergelijkbare prijzen als bindingspolymeren op fossiele basis. De onderzoekers van Fraunhofer Umsicht hebben de eigenschappen van een PLA-bindingspolymeer zodanig verder ontwikkeld, dat de formulering vanaf laboratoriumschaal naar de industriële praktijk valt op te schalen.
Octrooi voor biolijm
In nauwe samenwerking is het de partners van het project BioPSA gelukt het basispolymeer zodanig te veranderen, dat hieruit een op PLA gebaseerde lijm kan worden geformuleerd. Ut zo'n 300 formuleringen bleken er twee geschikt te zijn om uiteindelijk door de industriële partners op pilot-schaal te produceren en te testen.
De onderzoekers werken intussen verder aan verbeteringen in de receptuur en de productie, zodat de PLA-lijmen op verschillende terreinen kunnen worden toegepast. Zodra een producent wordt gebvonden die de grondstoffen voor de respectievelijke formuleringen aanbiedt, kan in de toekomst ook worden gestreeft naar productie van de nieuwe biolijm op commerciële schaal. Voor de samenstelling van de lijm en voor het basispolymeer hebben de onderzoekers octrooi aangevraagd.
(foto: Fraunhofer Umsicht)