Succesverhaal van een klant
Reologie, innovatie en regionale samenwerking: de toekomst van bioplastics en gerecycleerde materialen vormgeven
Hoe kunnen onderzoek, onderwijs, het bedrijfsleven en geavanceerde materiaalkarakterisering samenwerken om de ontwikkeling van duurzamere polymeren te versnellen? In de Franse regio Auvergne-Rhône-Alpes hebben Green Business and Consulting Company, het Technisch Lyceum Jean Zay, Clermont Auvergne INP en NETZSCH hun krachten gebundeld om een samenwerkingsplatform op te zetten dat zich richt op bioplastics, gerecyclede materialen en de verwerking van kunststoffen. Centraal in deze samenwerking staat de reologie – het koppelen van fundamenteel materiaalinzicht aan reële industriële verwerkingsomstandigheden.
In dit klantverhaal legt Laurent Massacrier, directeur van Green Business and Consulting Company, uit hoe complementaire expertise en geavanceerde rotatie- en capillaire reometrie bijdragen aan de ontwikkeling van duurzame polymeren van de volgende generatie.
“Dankzij de geavanceerde RH7-capillaire reometer van NETZSCH kunnen we nauwkeurige reologische gegevens genereren voor simulatiesoftware en de ontwikkeling van matrijzen ondersteunen om het spuitgieten van biopolymeren onder reële verwerkingsomstandigheden te bestuderen, waardoor we industriële uitdagingen kunnen voorzien en voorkomen.”
Duurzaamheidsuitdagingen aanpakken via materiaalkunde
In een snel veranderend industrieel en regelgevend landschap is een grondig begrip van polymeermaterialen een belangrijke drijfveer voor innovatie geworden. Nu industrieën ernaar streven om ambitieuze doelstellingen op het gebied van duurzaamheid, circulariteit en prestaties te halen, speelt geavanceerde materiaalkarakterisering een steeds strategischere rol.
Met dit doel voor ogen heeft Green Business and Consulting Company,– een bedrijf dat zich toelegt op de ontwikkeling van milieuvriendelijke oplossingen, waaronder biomaterialen en bioplastics (biobased en/of biologisch afbreekbaar), maar ook gerecyclede kunststoffen – een unieke technische en wetenschappelijke samenwerking gelanceerd in de regio Auvergne-Rhône-Alpes in Frankrijk.
Dit initiatief brengt vier partners samen, wier complementaire expertise een krachtig innovatie-ecosysteem creëert:
- Green Business and Consulting Company, specialist in bioplastics en de ontwikkeling daarvan, met een sterke expertise op het gebied van ecodesign en LCA
- Technische middelbare school Jean Zay (in Thiers), een erkend expertisecentrum voor onderwijs en technische opleidingen op het gebied van kunststofverwerking;
- Clermont Auvergne INP, een toonaangevend ingenieursinstituut dat onderzoek van wereldklasse combineert met de overdracht van industriële innovatie;
- NETZSCH, een wereldleider op het gebied van geavanceerde reologische testtechnologieën.
Verenigd door een gemeenschappelijke expertise: reologie
De kern van deze samenwerking wordt gevormd door de reologie, de wetenschap die zich bezighoudt met de stroming en vervorming van materialen. De reologie vormt de essentiële schakel tussen academisch onderzoek en industriële toepassing en biedt cruciale inzichten in het gedrag van complexe polymeersystemen.
Deze expertise is met name van belang voor opkomende materialen zoals bioplastics en gerecycleerde polymeren, waarvan de fysische en chemische eigenschappen aanzienlijk kunnen variëren afhankelijk van de samenstelling, microstructuur en verwerkingsomstandigheden.
Het belang van geavanceerde karakterisering wordt nog versterkt door de aanstaande eisen van de Europese verpakkings- en verpakkingsafvalverordening (PPWR), die in augustus 2026 van kracht wordt en strengere verplichtingen invoert met betrekking tot het gebruik van gerecyclede en duurzame materialen in verpakkingen in de komende jaren.
Om deze uitdagingen aan te gaan, hebben de partners hun krachten gebundeld op het gebied van onderwijs, onderzoek, materiaalinnovatie en metrologie, waardoor een samenwerkingsplatform is ontstaan dat de ontwikkeling van duurzame polymeren van de volgende generatie kan versnellen.
Geavanceerde instrumentatie: kennis en prestaties mogelijk maken
NETZSCH Kinexus Prime Pro+ rotatiereometer
De wetenschappelijke expertise op het gebied van rotatiereometrie, aangestuurd door de onderzoekers van de GePEB-onderzoeksgroep van het Institut Pascal, wordt benut via het Gen’Mat-platform voor technologieoverdracht bij Polytech Clermont (Clermont Auvergne INP), onder leiding van Fabrice Audonnet. Deze instrumenten, aangeschaft via het AMI CMA-financieringsprogramma „Académie des Mobilités“ ter ondersteuning van het ingenieursonderwijs, worden ingezet voor geavanceerde materiaalkarakterisering en dienen zowel voor het onderwijs aan ingenieursstudenten van het CA INP als voor academisch onderzoek.
De Kinexus Prime Pro+ rotatierheometer vanNETZSCH , uitgerust met een HTC Prime-oven, biedt fundamentele inzichten in de materiaalstructuur en het gedrag van materialen onder omstandigheden met lage afschuifkrachten. Het systeem maakt nauwkeurige metingen mogelijk van cruciale eigenschappen zoals:
- Dynamische viscositeit;
- Visco-elastische moduli;
- Fysische overgangen, waaronder vloeigedrag en elasticiteit.
Als gevestigd instrument voor reologische analyse ondersteunt het het inzicht in en de ontwikkeling van geavanceerde polymeerformuleringen (zie figuur 1 over eigenschappen bij veroudering).
NETZSCH Rosand RH7 capillaire reometer: een grote technologische sprong voorwaarts
De aanschaf van de Rosand RH7 capillaire reometer ( NETZSCH, zie afbeelding 2), met technische ondersteuning van Frédéric Fraisse, betekent een belangrijke stap voorwaarts in het nabootsen van echte industriële verwerkingsomstandigheden, zoals extrusie en spuitgieten.
Het instrument maakt het mogelijk om belangrijke eigenschappen in gesmolten toestand te karakteriseren, waaronder:
- afschuif- en rekviscositeit onder hoge druk;
- Elastisch gedrag en stromingsprofielen over een breed bereik van afschuifsnelheden (zie figuur 3);
- pVT-eigenschappen (druk-volume-temperatuur), die essentieel zijn voor het modelleren van de samendrukbaarheid en thermische uitzetting van materialen.
Deze metingen leveren uiterst nauwkeurige gegevens op voor processimulatie, gereedschapsontwerp en de productie van onderdelen, wat uiteindelijk de productkwaliteit verbetert en de ontwikkelingstijd verkort.
“De integratie van de Kinexus Prime Pro+ en de Rosand RH7 in het Gen'Mat-platform vormt een brug tussen ons fundamenteel onderzoek aan het Institut Pascal (GePEB) en de industriële toepassing ervan. Hierdoor krijgen onze ingenieursstudenten aan Polytech Clermont en onze industriële partners toegang tot geavanceerde karakteriseringstechnieken, wat van essentieel belang is om de overgang naar duurzame polymeren te stimuleren.”
Aanvullende technologieën die een uitgebreid inzicht in materialen bieden
De combinatie van rotatie- en capillaire reometrie biedt een breed en complementair analytisch vermogen.
Rotatiereometrie is met name waardevol voor het bestuderen van materiaalgedrag bij lage vervormingssnelheden en het bepalen van visco-elastische eigenschappen.
Capillaire reometrie levert daarentegen cruciale informatie op onder de veeleisende omstandigheden die zich voordoen tijdens industriële verwerking, waarbij materialen worden blootgesteld aan hoge afschuifsnelheden en verhoogde temperaturen.
Samen maken deze technologieën een uitgebreide reologische karakterisering mogelijk door fundamentele materiaaleigenschappen zoals viscositeit, elasticiteit en overgangen van vast naar vloeibaar te koppelen aan belangrijke procesparameters, waaronder druk, temperatuur, volume en stroomsnelheid.
Voor complexe materialen zoals biopolymeren en gerecyclede mengsels, waarvan de eigenschappen aanzienlijk kunnen variëren, biedt deze geïntegreerde aanpak een groot wetenschappelijk voordeel. Het vergemakkelijkt de optimalisatie van formuleringen, verbetert de voorspelbaarheid van processen en ondersteunt de succesvolle overdracht van innovaties van laboratoriumontwikkeling naar large-schaal industriële productie.
Vaardigheden opbouwen en kennisoverdracht bevorderen
Een hoeksteen van dit partnerschap is de wederzijdse uitwisseling van expertise.
NETZSCH biedt geavanceerde praktijkgerichte opleidingen aan voor academisch en onderzoekspersoneel van zowel het Institut Pascal als het Clermont Auvergne INP, evenals voor de technische teams van Green Business and Consulting Company. Het ontwikkelen van deze competenties is essentieel om de analytische kracht van de Rosand RH7 ten volle te benutten en hoogwaardige gegevens te genereren voor de ontwikkeling van toekomstige generaties duurzame polymeren.
Tegelijkertijd heeft het Technisch Lyceum Jean Zay, onder leiding van David Bonnet, een belangrijke bijdrage geleverd via zijn opleidingen in kunststofverwerking en technische faciliteiten, met name in het kader van de BTS-opleiding EuroPlastics & Composites.
De school heeft een spiraalvormige stromingsmal (zie figuur 4) ontworpen en vervaardigd, die zal worden geïnstalleerd op een elektrische ENGEL-spuitgietmachine van 60 ton. Dit educatieve en wetenschappelijke hulpmiddel stelt studenten en onderzoekers in staat om het directe verband tussen materiaalreologie en industriële verwerkingsprestaties te visualiseren.
De integratie ervan in praktische workshops versterkt de band tussen academisch onderwijs en de industriële praktijk en moedigt toekomstige technici aan om zich bezig te houden met duurzame materialen en technologische innovatie.
Een toonbeeld van regionale uitmuntendheid
Deze samenwerking is een perfect voorbeeld van een holistisch innovatiemodel dat de gehele waardeketen bestrijkt, van fundamenteel onderzoek tot industriële toepassing, ondersteund door technisch onderwijs op hoog niveau.
Door de onderzoekscapaciteiten van Clermont Auvergne INP, de onderwijskundige expertise van het Technisch Lyceum Jean Zay, de geavanceerde technologieën van NETZSCHen de marktgerichte innovatiestrategie van Green Business and Consulting Company, profileert de regio Auvergne-Rhône-Alpes zich als een toonaangevend voorbeeld van succesvolle regionale samenwerking.
Samen geven deze partners vorm aan de toekomst van de kunststofverwerking: circulairder, technischer en duurzamer.
Hartelijk dank voor de succesvolle samenwerking
Wij willen graag onze oprechte dank betuigen aan Laurent Massacrier van Green Business and Consulting Company, Fabrice Audonnet van de GePEB-onderzoeksgroep van het Institut Pascal en het Gen’Mat-platform (Polytech Clermont, Clermont Auvergne INP), David Bonnet van het Technisch Lyceum Jean Zay, en iedereen die bij deze samenwerking betrokken is, voor hun vertrouwen, expertise en inzet.
We zijn verheugd deel uit te maken van dit sterke regionale samenwerkingsverband en kijken ernaar uit om te zien hoe de gebundelde expertise op het gebied van reologie, materiaalontwikkeling, onderzoek en onderwijs zal blijven bijdragen aan de ontwikkeling van duurzamere polymeeroplossingen.