Nya mikrokapslar – formulering och karaktärisering

​Avdelningen för Tillämpad Kemi
Institutionen för Kemi och Kemiteknik, Chalmers tekniska högskola 
 
Projektexamenskod: KBTX10-20-03

Bakgrund
Bakgrunden till det större forskningsprojektet, som kandidatarbetet är del av, tar avstamp i det ökade miljömedvetande som har lett till stora förändringar vad gäller innehållet i målarfärg och andra ytbeläggande material s.k. coatings. Ambitionen att minska utsläpp av miljöföroreningar har lett till att flera giftiga skyddsmedel i färg nu är förbjudna. Nya och betydligt mindre miljöbelastande substanser, biocider, är tyvärr inte lika långvarigt effektiva. Missfärgade husfasader är en följd av problemet men det finns även miljömässiga och ekonomiska aspekter att ha i åtanke. Omgivningen utsätts för farliga kemikalier när ytan ständigt behöver tvättas och ommålningar är kostsamma. Hur kommer det sig att biocider har så pass kortvarig verkan? Biocider är förhållandevis små molekyler vilka har en märkbar rörlighet i målad färg (även torkad sådan). Biociden tar sig ut ur färgen och efter en viss tid har så pass stor del läckt ut att det kvarvarande skyddet inte är tillräckligt.
 
I ett pågående forskningsprojekt undersöks därför möjligheten att förlänga skyddet i målarfärg genom att stänga in biocider i mikrokapslar med en storlek på en tusendels millimeter. Fenomenet kallas kontrollerad frisättning och förhoppningen är att skyddet på så vis räcker under färgens hela livslängd. Erfarenheterna från de senaste årens forskning har gett oss belägg för den bärande idén och en stabil grund att arbeta vidare från. Både vetenskapligt arbete och nya kontakter med externa intressenter har inneburit mängder av ovärderlig kunskap, från laborativ metodologi och matematiska beräkningar till insyn i industriell efterfrågan och regelverk kring miljöfrågor.
 
Problembeskrivning
Den pågående utmaningen är att utveckla ett nytt koncept för kapselsystem som inkluderar både kompabilitets- och frisättningsfunktioner för att kunna bemöta vetenskapliga, industriella och miljömässiga behov. Frågeställningarna för det aktuella kandidatprojektet är formulerade med ambitionen att skapa en större förståelse för vilka fundamentala egenskaper som styr formuleringskaraktäristiken av mikrokapslar. Vilka kemiska och fysikaliska variabler är avgörande med avseende på suspensionens stabilitet, partikelns skaltjocklek, genomtränglighet och förmåga att innesluta aktiva substanser?
 
Genomförande /Viktiga moment/teknikinnehåll 
1. Syntes- och stabiliseringsoptimering av en ny typ av mikrokapsel (laborativt arbete)
2. Karaktärisering och frisättningsstudier (främst mikroskopi och spektrofotometri)
3. Analys med hjälp av modeller som beskriver frisättning (beräkningar)
 
Speciella förkunskapskrav/målgrupp: Teknologer på K, Kf och Bt.
Gruppstorlek: 4-6 studenter 
Förslagsställare/kontaktperson/huvudhandledare: Lars Nordstierna
Ev. förslag på examinator: Anna Martinelli eller Nikola Markovic

Publicerad: ti 29 okt 2019.