Naturfaserverstärkte Werkstoffe ante portas

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Unter der Leitung von Roland Essel untersuchte die Abteilung Nachhaltigkeit vom Nova-institut auch die Ökobilanzen naturfaserverstärkter Biokunststoffe. Das Analyseverfahren, auch Life Cycle Assessment (LCA) genannt, betrachtet systematisch die Umwelteinwirkung von Produkten während ihres gesamten Lebenszyklus. Der Prozess vom Hanfanbau, der Faseraufbereitung über die Pelletierung und das Compounding bis zum Naturfaser/Biokunststoff-Granulat wird unter die Lupe genommen. Es konnten erhebliche Einsparungen im Vergleich zu gleichartigen fossilen Werkstoffkombinationen festgestellt werden – das spricht für die Bioalternativen.

Bei identischer Verstärkung können 10 % Gewicht gespart werden

Auch von der Chemieindustrie wurde das Thema bereits aufgegriffen: Evonik Industries hat eine neuartige Kombination aus biobasierten Hochleistungspolyamiden und biobasierten Hochleistungsfasern entwickelt und auf den Markt gebracht. Bis dato beobachtete das Unternehmen eine Schwächung des Verstärkungspotenzials bei der Substitution von Glasfasern durch Naturfasern. Alternativ setzt Evonik auch spezielle Viskosefasern ein. Dabei besteht der Kunststoff aus Polyamiden, die komplett aus der Rizinuspflanze gewonnen werden können. Handelsübliche Schnitt-Viskosefasern bilden dabei das Verstärkungssubstrat. Im Vergleich mit glasfaserverstärkten Systemen bietet die Kombination aus Viskosefasern und Polymermatrix eine deutlich bessere Kohlendioxidbilanz.

Dazu ein Beispiel: Die CO₂-Ersparnis beträgt bei einem Viskosefasersystem aus Polyamid mit 30 % Füllgrad gegenüber einem zu 30 % glasfaserverstärkten Polyamid mehr als 57 %. Zugleich sind Viskosefasern deutlich leichter als glasbasierte Verstärkungsfasern: Je nach Fasergehalt sparen die viskosefaserverstärkten Biopolyamide bis zu 10 % Gewicht – und das bei gleicher Verstärkungsleistung. „Mit dieser Produktentwicklung wollen wir unseren Kunden eine starke Erweiterung für den Einsatz von biobasierten Produkten in technisch anspruchsvollen Anwendungen ermöglichen“, erklärt Dr. Benjamin Brehmer, Business Manager Biopolymers bei Evonik.

Zahlreiche auf Bio-Verbundwerkstoffe spezialisierte Aussteller werden vom 7. bis 9. Oktober auf der Composites Europe in Düsseldorf ihre Produktlösungen vorstellen. Das Nova-Institut ist einer der Organisatoren zum Thema „bio-based-composites“ und ist dort auch vertreten. Carus sieht schon jetzt eine positive Entwicklung, wenn es darum geht, wo Bioverbundwerkstoffe in der Industrie eingesetzt werden. „Im Jahr 2012 stellten etwa 100 Unternehmen in der EU über 350.000 t Bio-Verbundwerkstoffe her – mit Holz- und Naturfaserverstärkung. Die meisten Produkte daraus wurden mit Holzmehl und -fasern zu Terrassendielen verarbeitet (Wood-Plastic-Composites), sagt Dr. Asta Eder.

Biocomposites drängen verstärkt auf den Weltmarkt

Die zugehörige Studie baut auf einer umfangreichen europäischen Befragung auf und wurde in Kooperation mit Asta Eder Composites Consulting aus Wien in Österreich durchgeführt. Naturfasern finden vor allem im Automobilinterieur als Formpressteile Verwendung. 2012 flossen 90.000 t Naturfaseverbundwerkstoffe (Natural Fibre Composites) in die europäische Automobilproduktion. Der Anteil aller Bioverbundwerkstoffe WPC und NFC zusammen, hat bereits 15 % des gesamten Compositemarkts erreicht. Dies beinhaltet dann jedoch auch Werkstoffe mit fossil basierten Matrizen. Der Messebesucher kann sich auf dem Stand von Nova-Institut zum Thema Marktforschungen im Bereich„bio-based composites“, technisch-ökonomischer Bewertungen und Ökobilanzen sowie zu Projektentwicklungen und über Beratungen informieren.

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