Reduktion af uønskede kemikalier

Transkript

1

2 Reduktion af uønskede kemikalier Reduktion vha. substitution og indkapsling Gitte Sørensen 22. april 2014

3 Selvejende, almennyttigt non-profit institut Over innovative medarbejdere, state-of-the-art udstyr og faciliteter, samt et stærk netværk i hele verden.

4 Danmark sta r over for store udfordringer Teknologisk Institut er en del af løsningen! Vores mission er at sikre, at ny viden og teknologi hurtigt omsættes til værdi for danske virksomheder i form af nye eller forbedrede produkter, materialer, processer, metoder og organisationsformer.

5 Organisation Repræsentantskab Bestyrelse Teknologisk Institut Byggeri og anlæg DMRI Energi og Erhvervsudvikling Klima Life Science Materialer Produktion Økonomi Direktør Mette Glavind Direktør Lars Hinrichsen Direktør David Tveit Direktør Jane Wickmann Direktør Bo Frølund Direktør Mikkel Agerbæk Direktør Anne-Lise H. Lejre Koncernøkonomidir. Jørgen K. Pedersen DMRI Beton Bæredygtigt Byggeri Murværk Tekstil Træ og Miljø DMRI Hygiejne og Forædling Målesystemer Råvarekvalitet Slagteriteknologi DMRI Automobilteknik Indeklima og Bygningsundersøgelser Svømmebadsteknologi Energieffektivisering og Ventilation Installation og Kalibrering Køle- og Varmepumpeteknik Rørcentret Sekrariater og Kvalitet Biomasse og Bioraffinering Analyse og erhvervsfremme Arbejdsliv Idé & Vækst Uddannelse DMRI DTI Oil & Gas Kemi- og bioteknik Kemisk og Mikrobiologisk Laboratorium DMRI Emballage og transport Fødevareteknologi Materialeprøvning Plastteknologi Produktudvikling Tribologi DMRI Måling og Kvalitet Nano og Microteknologi DMRI Robotteknologi Datterselskaber Transport og Elektriske systemer DTI Robotics US, Inc. FIRMA 2000 Sp. z o. o. Danfysik A/S DMRI Technological Institute AB Sweden Dancert A/S Teknologisk Innovation A/S

6 Resultatkontraktaktiviteter 13 % Danske kunder 38 % Omsætning mio. 24 % Forsknings- og udviklingsaktiviteter 25 % Internationale kunder

7 Kemi- og Bioteknik Kompetencecenter for kemi, fysik og mikrobiologi Fokus på: Miljø- og bioteknologi Medicinsk bioteknologi Proces- and materialekemi

8 Area of Operation Technological uncertainty Idea Is it possible? 8-15 years Basic/strategic research New/emerging technologies Is it feasible? 3-8 years DTI s area of operation Commercial/proven technologies Can it be improved? 0-2 years Market

9 Substitution og indkapsling Substitution af uønskede kemikalier hvorfor? Kemikalier på LOUS-listen SVHC (Kandidatlisten til REACH) Til billigere råvarer Til biobaserede kemikalier Til mere miljøvenlige produkter Opnå produkter med bedre egenskaber Indkapsling af biocider, flammehæmmere, UV-stabilisatorer,

10 Substitution Simpel substitution: 1-til-1-substitution, substitution af én komponent til få andre eller reduktion versus Alternativ tilgang

11 Substitutionsprojekter Substitution af sikkativsystemer med kobolt og MEKO (PPG) Substitution (indkapsling) af flammehæmmere (Kemotextil, Egetæpper og Icopal) Substitution af kemikalier (fx PPD) i hårfarver (SoulGlow) Substitution af AP/APEO i maling (Beck & Jørgensen) Substitution af ftalatholdige materialer (Melitek) Fremtidens træbeskyttelse (Dyrup)

12 Substitution i SafeBlood Simpel substitution af ftalater er undersøgt uden held Alternativ tilgang! I DAG PVC-poser med ftalatblødgører I MORGEN Polyolefin-poser uden skadelige blødgørere Udfordringer Høje krav til diffusion af fx gasser og fleksibilitet af posen ved forskellige temperaturer Blodet stabiliseres af ftalaterne! Indkapsling og kontrolleret frigivelse af et naturligt stof, som er kendt for at stabilisere blod

13 Indkapslingsprojekter Indkapsling af biocider til træmaling, bundmaling, fugemasse NanoPaint (Dyrup, Velux) Bundmaling (Hempel) Fugemasse (Dana Lim) Langsom frigivelse af biocidet for at undgå udvaskning og opnå bedre udnyttelse Indkapsling af flammehæmmere (Safe Flame Retardants) Beklædnings- og udstillingstekstiler (Kemotextil) Gulvtæpper til specielle godkendelser, fx skibe, hoteller mv. (Egetæpper) Tagpap (Icopal) Fiksering af flammehæmmer (undgå afdampning/udvaskning/slid og muliggøre anvendelsen af flammehæmmer) Anvendelse af alternativ flammehæmmer (pga. miljø/sundhed, pris, proces, )

14 Hvorfor indkapsle? Immobilisering Beskyttelse Frigivelse Strukturering Funktionalisering

15 Er indkapsling nyt?? Nature biomolecules Cells Drug delivery Early and continuously expanding development in the pharmaceutical industry Food, cosmetics, Consumer products

16 Materialer og egenskaber Indkapslingstypen Kapsel eller matrix Stabilitet gennem produktcyklus (fx temperatur, lys, tryk, osv.) Solid eller porøs matrix Capsule/ core-shell Matrix Coated matrix Frigivelsesmekanisme Nano- eller mikrostørrelse Materialet Polymer (alginat, melamin-formaldehyd, PLGA copolymer, styren, nylon, ) Uorganisk (silika, titandioxid, ) Blandede matricer (organisk modificerede inorganiske materialer, Layer-by-Layer/løgstruktur, )

17 Available biocide Indkapsling af biocider Mål Reducere udvaskning af IPBC fra malingsfilm Beskytte IPBC med UV-nedbrydning 3-Iodoprop-2-ynyl N-butylcarbamate (IPBC) Krav Biocideffekt bevaret efter indkapsling Kontrolleret mængde af frit biocid i filmen, dvs. langsom frigivelse af biocidet fra kapsler til filmen Kapslerne blandbare i vand-baseret maling Industrielt relevant indkapslingsproces og -materialer (pris, proces, kemikalier, ) Ideal biocide level Encapsulated biocide Time Lower limit for effect G. Sørensen, S. D. Nygaard et al., Controlled Release of Biocide from Silica Microparticles in Wood Paint, Progress in Organic Coatings, 2010 S. Nygaard, M. Poulsen WO/2010/081480

18 Typisk tilgang til substitution Hvad er uønsket og hvad er målet? Skal det helt substitueres, eller vil en reduktion være tilstrækkelig/bedre end ingenting? Hvad ved vi i forvejen? Hvad er forsøgt før i litteraturen, hos virksomheden, for at substituere kemikaliet? Hvor følsomt er produktet eller processen generelt over for ændringer i råvarer? Kan vi leve med en forringelse af produktet? Er der lovgivning, godkendelser, mæsrkninger mv., som der skal tages hensyn til? Hvor stor skal indsatsen være hvor risikovillige er vi i opgaven? Simpel substitution versus alternativ tilgang? Litteraturstudie og teoretiske evalueringer hvilke tilgange tror vi på? Laboratorieforsøg/test i lille skala Undersøgelser af egenskaber både de specifikt ændrede og basale egenskaber Optimering Implementering

19 Tak! Gitte Sørensen, konsulent