Lectoraat biobased innovations
Biobased bouwen zonder fossiele lijm: hoe dichtbij zijn we?
Hoe blij kun je zijn met lijm? Heel blij, zo bleek na ongeveer anderhalf jaar onderzoek. “Het was echt hét euforiemoment binnen het onderzoek”, vertelt Karin Struijs, Principal Scientist bij het lectoraat Biobased Innovations van de HAN. “Voor het eerst hadden we iets waarvan je kon zeggen: dit plakt.”
Het moment was een belangrijke mijlpaal binnen Connecting Fibers, een door SIA gefinancierd RAAK-mkb-project waarin in totaal bijna drie jaar is gewerkt aan lijm gemaakt van biomassa reststromen. Want hoewel in de bouw steeds meer hout, bamboe en andere natuurlijke materialen worden gebruikt, worden veel biobased (plaat)materialen bij elkaar gehouden met lijm gemaakt van fossiele grondstoffen.
“De vraag was daarom of we ook die lijm biobased konden maken”, zegt Struijs, projectleider van Connecting Fibers. “En dan het liefst uit reststromen van biomassa die anders veel minder waarde hebben.”
Als ik terugkijk op bijna drie jaar onderzoek, ben ik misschien nog wel blijer met alles wat we over lignine hebben geleerd. Dat is kennis waarmee we veel meer mee kunnen.
Lignine is niet zomaar lignine
Al vrij snel kwam door een literatuurstudie lignine in beeld als hoofdingrediënt voor de biobased lijm. Dat is een stof die van nature voorkomt in hout en planten en voor stevigheid zorgt. “Lignine helpt ervoor zorgen dat een boom rechtop blijft staan. De vraag was of we voor de lijm ook lignine konden gebruiken uit de reststromen die wij onderzochten: die uit bamboe, vezelhennep, miscanthus en snoeihout.”
Dat bleek een stuk ingewikkelder dan gedacht. Lignine uit bamboe heeft andere eigenschappen dan lignine uit bijvoorbeeld snoeihout. Bovendien maakt het uit hóé je de lignine uit de biomassa haalt. Temperatuur, concentratie en andere omstandigheden tijdens dat proces beïnvloeden wat je uiteindelijk overhoudt. “Daar hebben we heel veel tijd in gestoken”, vertelt Struijs. “Wat krijg je precies uit zo’n reststroom? Welke eigenschappen heeft dat? Lignine is nooit zomaar lignine.”
Vervolgens moet van die lignine ook nog daadwerkelijk lijm worden gemaakt. De lignine wordt chemisch gekoppeld aan kleinere moleculen, waarna hulpstoffen worden toegevoegd en het mengsel wordt uitgehard. Pas daarna kan worden getest of het sterk genoeg plakt. “Vanuit de literatuur leek het soms vrij eenvoudig, maar in de praktijk werkte het niet meteen”, zegt Struijs. “Daardoor moesten we telkens stap voor stap uitzoeken: ligt het aan de lignine, de reactie, de formulering of het uitharden?”
Nog niet klaar voor een houten gebouw
Na bijna drie jaar onderzoek, waaraan ook studenten via onder meer stages, afstudeeronderzoek en de minor Biobased Innovations meewerkten, ligt er nu een lignine-gebaseerde lijm. “Bedrijfspartners hebben daar ook wat experimenten mee kunnen doen.” Maar het oorspronkelijke einddoel is nog niet bereikt. Voor constructieve toepassingen in de bouw, zoals CLT (Cross Laminated Timber), gelden namelijk zeer hoge eisen. “Vanwege de dragende functie. Daar zijn we met deze lijm nog niet.”
Bovendien is de ontwikkelde lijm nog niet volledig biobased. Een deel van een bestaande lijm kon worden vervangen door lignine, maar andere bestanddelen zijn nog conventioneel. “Daarom kijken we nu niet meteen naar constructieve toepassingen”, zegt Struijs. “Voor bijvoorbeeld interieurtoepassingen of gevelpanelen gelden andere eisen. Daar kan een lignine-gebaseerd bindmiddel eerder interessant worden.”
Meer dan een pot lijm
Maar de grootste opbrengst van Connecting Fibers zit volgens Struijs niet eens in die ene lijm. “Als ik terugkijk op bijna drie jaar onderzoek, ben ik misschien nog wel blijer met alles wat we over lignine hebben geleerd. Welke invloed heeft de bron? Wat doet de extractiemethode? Welke rol spelen temperatuur en concentratie? Dat is kennis waarmee we veel meer mee kunnen.”
Want lignine blijkt ook buiten de bouwwereld interessant. Zo is er contact met een cosmeticabedrijf. Het molecuul kan vanwege zijn eigenschappen bijvoorbeeld worden gebruikt als natuurlijke bescherming tegen uv-straling. Tijdens het symposium op 17 september wordt daarom niet alleen teruggekeken. “We willen laten zien wat we bereikt hebben, maar vooral ook vooruitkijken”, zegt Struijs. “Waar staan we nu en wat is er nodig om dit nog veel verder te brengen?”
Aanmelden voor symposium
Benieuwd naar het onderzoeksproces, de resultaten en de vervolgstappen? Meld je dan aan voor het eindsymposium op 17 september in de Warmoes in Nijmegen-Lent. Aanmelden kan via deze speciale pagina over het symposium.
