Onder leiding van UvA-hoogleraar prof. dr. Daniel Bonn gaat de Stichting FOM 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.

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 postdoc 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.

Zie ook

• Bericht op FOM website