Włókna roślinne wzmacniają części samochodowe z tworzyw sztucznych
Przemysł motoryzacyjny dąży do produkcji lekkich części samochodowych wysokiej jakości, które umożliwiają ograniczenie zużycia paliwa i poprawę bezpieczeństwa. Tworzywa sztuczne doprowadziły do wielu osiągnięć w porównaniu do tradycyjnych części metalowych. Na przykład polipropylen, polimer termoplastyczny, który można wielokrotnie podgrzewać i kształtować, jest obecnie wykorzystywany w zderzakach, panelach nadwozia i elementach wykończeniowych. Wzmocnione polimery, jak sama nazwa wskazuje, to polimery "wypełnione" związkami włóknistymi, które zwiększają ich właściwości mechaniczne. Coraz większą uwagę zwraca się na wzmocnienie włóknami naturalnymi pochodzącymi od roślin, takich jak konopie, len, juta i kenaf. Włókna naturalne posiadają wysoką wytrzymałość mechaniczną i niewielką wagę. Posiadają również inne istotne zalety w stosunku do tradycyjnych wzmocnień, w tym niskie koszty, zrównoważony charakter produkcji oraz możliwość obróbki wtórnej. Jednym z ograniczeń dla ich powszechnego stosowania jest słabsza wydajność w temperaturach przetwarzania wymaganych do wytłaczania polimerów. Wytłaczanie jest procesem, w którym stopiony materiał jest przepychany przez podobne do śruby urządzenie prowadzące do matrycy, w której formowany jest określony kształt. Europejscy naukowcy starali się ułatwić bardziej elastyczne wykorzystanie naturalnego wzmocnienia z włókien poprzez rozwój metod przetwarzania odpowiednich dla termoformowania (formowanie z wykorzystaniem ciepła). Zasadniczo jako wsparcie w przetwarzaniu badacze projektu EXTRU CO2 chcieli wykorzystać dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym (scCO2). Ostatecznym celem było umożliwienie wytłaczania arkuszy polipropylenowych wypełnionych włóknem naturalnym bez typowych szkodliwych skutków dla właściwości mechanicznych, zabarwienia i zapachu. Liczne innowacje w zakresie preparatów złożonych, produkcji związków włókien naturalnych i aparatury wtryskowej scCO2 pozwoliły na zmniejszenie oporu przepływu, które skutecznie umożliwiło zastosowanie niższych temperatur wytłaczania. Właściwości mechaniczne wytłaczanych arkuszy wzmocnionych były dobrze dopasowane do wymagań przemysłu motoryzacyjnego. Produkty wykonane z arkuszy okazały się lepsze, a ich koszt mieścił się w rozsądnych granicach. Imponujący jest fakt, iż nawet 50% recyklatu z produktów można wykorzystać do produkcji nowych arkuszy bez szkodliwego wpływu na ich właściwości mechaniczne. W ten sposób projekt EXTRU CO2 skutecznie pokonał przeszkodę przetwarzania w wysokiej temperaturze, uprzednio niezbędnej w procesie wytłaczania. Innowacyjna technologia produkcji termoplastycznych arkuszy wzmocnionych naturalnym włóknem na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego powinna pobudzić do powszechniejszego zastosowania przystępnych cenowo i podlegających obróbce wtórnej materiałów.
