Nachhaltige Verbundwerkstoffe

Innovation nachhaltiger Verbundwerkstoffe aus chemisch modifizierten Holzfasern und biobasierten Polymeren

Die Entwicklung von Leichtbaumaterialien, wie sie in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen, stellt einen wichtigen Schritt dar, um nachhaltiges Wirtschaften voranzutreiben. CO₂-Emissionen und Kraftstoffverbrauch werden hierbei gesenkt, indem Gewicht eingespart wird. (Denn weniger Masse bedeutet weniger Energiebedarf, um ein Fahrzeug zu bewegen)

Da jedoch bisher vorwiegend erdölbasierte Standard-Kunststoffe verwendet werden um geeignete Verbundmaterialien herzustellen, bleibt großes Potenzial auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit ungenutzt.

Teilprojekt 3 beschäftigt sich mit Ansätzen, welche die Herstellung innovativer nachhaltiger Werkstoffe für den Leichtbau-Sektor ermöglichen, und damit effektiv zur Schonung fossiler Ressourcen beitragen. Sowohl ein erhöhter Holzanteil in Verbundwerkstoffen, als auch der Einsatz eines biobasiertes Polymers aus erneuerbaren Rohstoffen gelten als vielversprechend und werden untersucht. Zudem beschäftigt man sich mit der Optimierung beider Materialkomponenten hinsichtlich einer hohen Verträglichkeit im Verbund.

Dabei gibt es bei der Herstellung und Verarbeitung von Holzmaterialien mit Standard-Kunststoffen einige wesentliche Schwierigkeiten: Die verhältnismäßig schlechte Faser-Matrix-Haftung, der meist unpolare Charakter, die hohe Viskosität und die niedrigen Verarbeitungstemperaturen der eingesetzten Polymere. Eine Verbesserung der Kompatibilität der Holzmaterialien mit unpolaren Polymeren wird daher innerhalb Teilprojekt 3 durch verschiedene Arten der chemischen Modifizierung von Holz angestrebt.

Die Entwicklung und Anpassung eines Bio-Polymers an die gewünschten Anforderungen werden zudem mit dem Ziel untersucht, eine optimale Benetzung, niedrige Viskositäten, schonende Verarbeitungstemperaturen und schließlich den Ersatz eines kommerziellen erdölbasierten Polymers durch ein Material aus nachwachsenden Rohstoffen zu erreichen.