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Kunststofftechnik Kunststoff-Alternative: nachwachsende, sortenreine und rezyklierfähige Cellulose

| Redakteur: Linda Kuhn

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) werden umfangreich in Konstruktionen und Bauteilen verwendet. Da sich jedoch langfristig keine Lösung für ein echtes Recycling von GFK-Werkstoffen abzeichnet, zielt ein neues Forschungsprojekt am Institut für Textilchemie- und Chemiefasern der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (Itcf) darauf ab, diese Werkstoffe zu substituieren. Die Forscher haben einen sortenreinen und rezyklierfähigen Verbundwerkstoff aus reiner Cellulose entwickelt. Dadurch soll eine sichere, stabile und bezahlbare Rohstoffversorgung für die GFK verarbeitende Industrie gesichert werden.

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Mit Purcell soll das Recycling vereinfacht werden. Hier wird eine Purcell-Platte einem Drei-Punkt-Biegeversuche unterzogen.
Mit Purcell soll das Recycling vereinfacht werden. Hier wird eine Purcell-Platte einem Drei-Punkt-Biegeversuche unterzogen.
(Bild: Ditf )

Obwohl GFK umfangreich eingesetzt wird, gibt es bisher keine brauchbare Lösung, die ein echtes Recycling von GFK ermöglicht. Das einzige technisch umsetzbare Konzept ist zur Zeit die thermische Verwertung und das Verwenden des bei der Pyrolyse verbleibenden Glasfaserabfalles als Zementadditiv. Hier kann jedoch nicht von Recycling im eigentlichen Sinne gesprochen werden. Die Dringlichkeit des Recyclingproblems wird durch die gesetzlichen Vorgaben forciert, die die Hersteller zur Rücknahme Ihrer Produkte verpflichten.

Alternative: Sortenreiner Cellulose-Verbundwerkstoff

Das Itcf hat nun einen sortenreinen und rezyklierfähigen Verbundwerkstoff aus reiner Cellulose entwickelt. Das Biopolymer Cellulose wird dabei sowohl als feste Verstärkungsfaser genutzt, wie auch als Matrixkomponente eingesetzt. Auf diese Weise soll ein chemisch sortenreiner Verbundwerkstoff aus Cellulose („Purcell“) erzeugt werden, welcher sich durch Nutzung bereits bestehender Technologien komplett rezyklieren lässt. Durch die Sortenreinheit der Purcell-Komposite ist das Recyclingverfahren technisch einfach. Die bislang hergestellten Labormuster würden für die Purcell-Komposite ein den GFK vergleichbares Eigenschaftsspektrum zeigen und bereits mechanische Kenngrößen von thermoplastischen GFK-Platten, den sogenannten Organoblechen, erreichen.

Purcell-Rohstoff: Holz, Hanf und Flachs

Da die neuen Verbundwerkstoffe zu 100 % aus nachwachsender Cellulose aufgebaut sind, können als Rohstoffquelle heimische Hölzer, aber auch Verstärkungsfasern wie

Hanf oder Flachs eingesetzt werden. Ziel der Entwicklung sei es, dass die neuen Verbundwerkstoffe sämtliche technischen Parameter von Standard-GFK-Verbundstoffen erreichen. Nur dann sei eine Substitution von GFK durch Purcell möglich. Obwohl die Purcell-Labormuster schon nahezu die Eigenschaften von GFK erreichen würden, müsse auch für größere Muster das Anforderungsspektrum erfüllt werden.

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