Stichting FOM 28 november 2011, 2011/57

Groen plastic, mede mogelijk gemaakt door FOM, Michelin, SKF en DPI

Partnership start onderzoek naar versterking van polymeren

De Stichting FOM gaat een samenwerking aan met Michelin, SKF en het Dutch Polymer Institute (DPI) om een beter fundamenteel inzicht te krijgen in hoe het toevoegen van vulstoffen polymeren versterkt. Vandaag hebben de partners het contract getekend van dit nieuwe FOM Industrial Partnership Programme met een budget van 1,6 miljoen euro. Bijna alle 'plastic' voorwerpen om ons heen bestaan uit met vulstoffen versterkte polymeren om de fysische eigenschappen van het plastic te verbeteren. De onderzoekers zijn ambitieus: zij willen als eerste een kwantitatief verband leggen tussen de eigenschappen en prestaties van het versterkte materiaal op macroschaal en de structuur op moleculair niveau. De partners zetten samen een breed scala aan geavanceerde technieken in om de netwerkstructuren te bestuderen. vergroten Figuur 1. Schematische weergave
Schematische weergave van de doelen en aanpak van dit voorstel: we proberen het verband op te helderen tussen de interacties op de moleculaire schaal aan de oppervlakte van de nanodeeltjes, de microscopische structuur van het composiet die ontstaat door deze interacties en de visco-elastische eigenschappen van het materiaal die hier het gevolg van zijn. Verschillende technieken zullen gebruikt worden om verschillende lengteschalen te onderzoeken, zoals aangegeven onderaan in het figuur (TEM= transmissie elektronen microscoop; TERS = tip-enhanced Raman spectroscopie; SFG som-frequentiegeneratie spectroscopie).

vergroten logo's
Gevulde polymeren
Met vulstoffen versterkte polymeren kennen veel toepassingen, zoals in banden (Michelin), als afdichtingsmateriaal in lagers (SKF) en in tal van andere soorten plastic en rubber (DPI).
Maar op een fundamenteel niveau is nog steeds niet bekend hoe vulstoffen het polymeernetwerk versterken. Dit is de komende vier jaar de hoofdvraag voor FOM onderzoekers aan de Universiteit van Amsterdam, het FOM-instituut AMOLF, Technische Universiteit Eindhoven en de University of Glasgow, samen met de onderzoekers van de deelnemende bedrijven.

Unieke training
Het onderzoeksprogramma biedt vijf promovendi en een postdoctoraal onderzoeker de mogelijkheid om te werken aan een fundamenteel probleem met grote industriële relevantie. Deze jonge onderzoekers zullen in universiteitslaboratoria werken en toegang hebben tot de onderzoeksfaciliteiten van SKF en Michelin. De unieke combinatie van veel verschillende geavanceerde experimentele technieken maakt dit programma bijzonder interessant voor jonge getalenteerde onderzoekers.

Programmaleider prof.dr. Daniel Bonn van de Universiteit van Amsterdam is enthousiast over het nieuwe Industrial Partnership Programme van FOM dat nu groen licht heeft gekregen: "Hoewel veel onderzoekers aan dit probleem werken of gewerkt hebben is er tot nu toe nog niemand in geslaagd om een beter inzicht te krijgen in het verband tussen de microstructuur en de mechanische eigenschappen. Het is geweldig dat we nu een groot aantal zeer geavanceerde beeldverwerkingstechnieken kunnen gebruiken om voor het eerst een kwantitatief verband te kunnen leggen tussen de micro- en de macroschaal. Dat zou echt een doorbraak van betekenis zijn. Gelukkig zijn FOM, DPI en de andere industriële partners dat met ons eens!"

Groene banden, afdichtingen en energiebesparing Met gebruik van verschillende soorten vulstoffen proberen onderzoekers de mechanische eigenschappen (en tot op zekere hoogte de beheersing) van een uiteenlopend aantal polymeersystemen te veranderen. Michelin en SKF hebben allebei belang bij deze systemen. In de bandenindustrie is de meest gebruikte vulstof nog steeds roet. De huidige trend gaat steeds meer naar 'groene banden' en roet wordt geleidelijk vervangen door silica. Zo'n polymeer-silicasysteem is beter te beheersen dan het oude polymeer-roetsysteem. Hierdoor ontstonden mogelijkheden voor onderzoek naar de verschillende fysische processen die aan de versterking van polymeren door vulstoffen ten grondslag liggen. De belangrijkste uitdaging ligt in het leggen van een verband tussen de microstructuur van het gevulde polymeer en de macroscopische (niet-lineaire) elasticiteit van de materialen. Inzicht in dit verband zou SKF bijvoorbeeld helpen om nog energiezuinigere lagers te produceren door de eigenschappen van afdichtingsmaterialen te beheersen. Dit zijn in het algemeen elastomeren gevuld met silica, die verantwoordelijk kunnen zijn voor de helft van de wrijving die in een lager ontstaat.

Over FOM
De Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) stimuleert, coördineert en financiert fundamenteel natuurkundig onderzoek in Nederland. Het is een autonome stichting die valt onder het gebied Natuurkunde van nationale wetenschapsfinancier NWO. Met ongeveer 1.100 werknemers en een jaarlijks budget van 92 miljoen euro voert FOM natuurkundig onderzoek uit van internationale topkwaliteit binnen drie instituten en 180 onderzoeksgroepen bij universiteiten in Nederland. FOM heeft een jaarlijks budget van drie miljoen euro voor samenwerking met onderzoekers uit de industrie (Industrial Partnership Programmes). Zie www.fom.nl.

Over Michelin
Een duurzame bijdrage leveren aan mobiliteit voor mensen en goederen: dat is de missie van Michelin, één van de wereldleiders in banden. De Michelin-groep produceert en verkoopt banden voor alle soorten voertuigen. Innovatie is sinds de oprichting in 1889 de kern geweest van Michelin. Het vergroten van veiligheid, het verlengen van de levensduur van banden, het verminderen van de gevolgen voor het milieu door het terugdringen van het brandstofgebruik en het ontdekken van nieuwe materialen zijn allemaal manieren voor Michelin om waarde toe te voegen aan haar technologische bekwaamheid en de vooruitgang die ze boekt dankzij de oplossingen die over de hele wereld ontwikkeld en getest worden. De Groep, met het hoofdkwartier in Clermont-Ferrand (Frankrijk), is in 170 landen vertegenwoordigd en heeft wereldwijd 110,000 mensen in dienst. Michelin's industriële activiteiten zijn verdeeld over zeventig productielocaties in 18 landen en het heeft een Technology Center met afdelingen in Europa, Noord-Amerika en Azië. Zie www.michelin.com.

Over SKF
De SKF Groep is een van de toonaangevende wereldwijde leveranciers van producten, oplossingen en diensten op het gebied van wentellagers, afdichtingen, mechatronica, diensten en smeersystemen. Onder de diensten van de groep vallen ook technische ondersteuning, onderhoudsservice, condition monitoring en training. SKF is in 1907 opgericht en heeft zich vanaf het begin sterk gericht op kwaliteit, technische ontwikkeling en marketing. De resultaten van de inspanningen van de Groep op het gebied van R&D hebben een toenemend aantal innovaties opgeleverd die tot nieuwe standaarden hebben geleid en nieuwe producten in de lagerindustrie. Tegenwoordig is SKF vertegenwoordigd in meer dan 130 landen en heeft het meer dan honderd productielocaties. Zie www.SKF.com.

Over DPI
DPI is opgericht in 1997 als Technologisch Topinstituut en vormt een brug tussen wetenschappelijke kennis op het gebied van polymeren en de roep om innovatie vanuit het bedrijfsleven. Onderzoek van DPI heeft toegevoegde waarde voor zowel de universiteiten als de handel en het bedrijfsleven en draagt op die manier bij aan de economische groei in Nederland. Universiteiten hebben profijt van de wetenschappelijke publicaties en de handel en het bedrijfsleven plukken de vruchten van het intellectuele eigendom en de mogelijkheden om nieuwe activiteiten te ontwikkelen. Op dit moment zijn er zo'n tweehonderd onderzoekers betrokken bij DPI-projecten in bijna vijftig kennisinstellingen over de hele wereld. Vijfendertig nationale en internationale organisaties participeren in DPI-onderzoek. Zie www.polymers.nl.

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:
- prof.dr. Daniel Bonn, programmaleider, (020) 525 58 87
- dr. Pieter de Witte, programmacoördinator FOM, (030) 600 12 73
- Marc Couty, research scientist, Michelin

- Babak Hosseinkhani, research scientist, SKF
- Christianne Bastiaens, Communications, Dutch Polymer Institute, (040) 247 40 26