Foaming of cellulose derivatives and hemicellulose-containing materials

Doctoral thesis, 2018

Sättet på vilket vi förbrukar och konsumerar produkter och resurser i stora delar av världen idag är ohållbart. I Sverige, till exempel, är våra konsumtionsbaserade växthusgasutsläpp 11 ton koldioxidekvivalenter per person och år och många av varorna vi använder produceras i andra länder, med sämre krav gällande utsläpp och föroreningar. För att möta uppsatta klimatmål och lyckas begränsa den globala uppvärmningen behöver vi komma ner mot 1-2 ton växthusgasutsläpp per person och år inom en snar framtid (Naturvårdsverket).

Ett material som de flesta av oss är helt beroende av i vår vardag är plast. Försök att föreställa dig hur en dag i ditt liv skulle se ut utan plast. Skulle din säng, soffa eller favoritfåtölj vara lika mjuk? Hur skulle du borsta dina tänder eller diska? Vad skulle du använda för kläder och skor?

Plast är ett material som bara blivit tillgängligt för allmänheten och börjat massproduceras under det förra århundrandet. Det har påverkat och revolutionerat flera olika industrier. Plast har möjliggjort att vi kan förpacka mat på ett helt nytt sätt, vilket ökat hållbarheten hos många produkter avsevärt. Detta har bidragit till minskat matsvinn. Metallkomponenter har i allt större utsträckning blivit ersatta av olika typer av plast (eller kompositer) i bil- och flygindustrin vilket bidragit till stora viktminskningar och därmed bränslebesparingar.

Allt som rör plast, dess produktion och avfall, är tyvärr inte positivt. Plast har traditionellt producerats av råolja, vilket är en fossil, icke-förnyelsebar råvara. Trots de negativa effekterna som kommer av ta upp oljan ut marken, så är de förmodligen största konsekvenserna av vårt plastanvändande kopplade till vad som händer med plasten efter att den fyllt sin funktion och slängs bort. Globalt så förbränns idag ca 12 % av den kasserade plasten, en process där en del energi kan tas till vara. Ungefär 9 % av plasten som slängs återvinns, medan resterande 79 % blir till avfall på sopberg, i naturen och i havet (Geyer, et al., 2017). Det finns till och med beräkningar som pekar på att om nedskräpningen fortsätter i samma takt som idag kommer haven vara fyllda av mer plast än fisk (till vikt) runt år 2050 (Ellen MacArthur Foundation).

Det är uppenbart att vi behöver plast i vårt samhälle, men sättet vi producerar, konsumerar och sluthanterar plast måste förbättras. Ett sätt, som skulle lösa åtminstone delar av problematiken kring plast, skulle vara att använda sig av förnyelsebara råmaterial för att producera så kallade bioplaster. Trots att plast kan produceras från flera förnyelsebara källor, så som sockerrör eller stärkelse, är endast knappt 1 % av all plast som produceras idag bioplast. Detta är bakgrunden till denna avhandling vilken behandlar möjligheten att framställa skummad plast från ett antal växtbaserade källor. Cellulosa, hemicellulosa och lignin är tre av de vanligaste komponenterna i landbaserade träd och växter. Skumningsförmågan hos två olika cellulosaderivat samt fyra hemicellulosor har undersökts med hjälp av en bakningsprocess eller med extrudering; den senare är en vanlig industriell teknik för framställning av plastprodukter. Flera av materialen visade tydliga indikationer på att kunna lämpa sig för framtida framställning av biobaserad skumplast.