Das Projekt "Bioökonomie International 2013: Acet-LC - Entwicklung eines Prozesses zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffmaterialien durch Acetylierung lignocellulosehaltiger Rohstoffe^Teilprojekt B, Teilprojekt A" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT.Im Rahmen des beantragten Acet-LC Projektes sollen neuartige bio-basierte Kunststoffe auf der Basis lignocellulosischer (LC-)Biomasse entwickelt werden. Die Projektpartner bringen langjährige Erfahrungen der Holzchemie (Universidad de Concepción, UdeC), der Entwicklung (Fraunhofer UMSICHT) und der erfolgreichen Vermarktung biobasierter Kunststoffe (FKuR Kunststoff GmbH) ein. Die Verwendung lignocellulosehaltiger Nebenprodukte als Rohstoffe vermeidet Konkurrenzen mit der Nahrungserzeugung. Der Prozess lässt durch seine kurze Projektkette hohe Ausbeuten und geringe Kosten erwarten. Kern der Prozessentwicklung ist die Acetylierung der LC-Rohmaterialien gefolgt von einer Extraktion niedermolekularer Hemicellulosebruchstücke (AP 1), was an der UdeC untersucht wird. Ausgangsmaterial, Acetylierungsbedingungen und Extraktionsgrad beeinflussen die Eigenschaften des Kunststoffrohmaterials. Die Entwicklung eines marktfähigen Werkstoffs durch Compoundieren mit hocheffizienten, aber umweltschonenden Additiven erfolgt durch Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Biobasierte Kunststoffe (AP 2). Die Bewertung aus industrieller Sicht und das Scale-Up der Compoundierung in den industriellen Maßstab übernimmt der Industriepartner FKuR Kunststoff GmbH (AP 3). Die Nachhaltigkeit der zu entwickelnden Technologie wird im Rahmen des Projekts durch eine Ökoeffizienzanalyse, Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Ressourcen- und Innovationsmanagement, geprüft (AP 4).
Das Projekt "ONFT: Optimierung naturfaserverstaerkter Thermoplaste" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Werkstofftechnik, Kunststoff- und Recyclingtechnik.Seit etwa 5 - 10 Jahren verzeichnen Naturfasern als Verstaerkungsfasern und Substitut fuer Glasfasern in Kunststoffen fuer technische Anwendungen, vor allem in der Automobilbranche, ihre Renaissance. Die Gruende hierfuer liegen ua in der CO-Neutralitaet der Werkstoffe, deren Kompostierbarkeit (bei einer geeigneten Matrix) sowie in der Suche neuer Verwendungsmoeglichkeiten von in der Landwirtschaft erzeugten Ueberschuessen. Durch das hohe spezifische Eigenschaftsprofil (die Dichte der Naturfasern liegt bei 1,2-1,6 g/cmhoch3 die von Glasfasern bei etwa 2,5 g/cmhoch3) bieten die Naturfasern auch technisch die Voraussetzungen um sich erfolgreich in der Werkstoffgruppe der verstaerkten Kunststoffe behaupten zu koennen. Das hohe Mass an Feuchteabsorption (bis zu 30 Gew-Prozent) der Naturfasern, ihre gegenueber Glasfasern nur geringe Benetzbarkeit durch Kunststoffe sowie die schlechtere Faser-Matrix-Haftung haben ihre technische Anwendung in einem breiten Umfang bisher verhindert. In den publizierten Forschungsergebnissen konnte bisher eine deutliche Verbesserung der Faser-Matrix-Haftung erzielt werden, wie Tabelle 1, Rueckseite anhand von Verbundkennwertsteigerungen infolge der verbesserten Haftung verdeutlicht. Untersuchungen zum Einfluss von Feuchtigkeit auf die Eigenschaften von Cellulose-Kunststoff-Verbunden sind zwar veroeffentlicht, Methoden um diesen Feuchteeinfluss in Verbunden zu minimieren sind jedoch derzeit kaum bekannt. Wissenschaftliche Inhalte der geplanten Arbeit: Das Ziel der geplanten Arbeit liegt in der Entwicklung gegenueber Feuchtigkeit dimensionsstabiler Cellulose-Thermoplast-Verbunde mit ausreichendem mechanischen Eigenschaftsprofil. Hierbei sollen die Cellulosefasern (Jute-, Flachs-, Hanf- und Holzfasern) durch geeignete Modifikation (zB Acetylierung, thermische Behandlung, Oberflaechenbeschichtung) hydrophobiert werden und als Verstaerkungsfasern fuer den Spritzguss (incl einer Mehrfachverarbeitung) sowie fuer Verbunde mit Langfaserverstaerkung (Film-stacking-Verfahren) eingesetzt werden. Der Verarbeitungsprozess ist, neben der geeigneten Ausruestung/Modifizierung der Fasern und der Matrix, fuer diese Verarbeitungsverfahren zu den gewuenschten physikalischen Materialeigenschaften zu optimieren.