Phenol-basierte Bindemittel werden in großen Mengen für Spanplatten, andere Plattenwerkstoffe und Isoliermaterialien eingesetzt und sind für deren Zusammenhalt und damit auch für die Festigkeitseigenschaften mitverantwortlich.
Die Verwendung dieser Klebstoffe ist sowohl hinsichtlich deren Nachhaltigkeit, Umweltverträglichkeit als auch deren gesundheitliche Wirkung in Frage zu stellen.
Der Bedarf, diese petrochemie-basierten Bindemittel zumindest teilweise mit alternativen und nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen, ist gegeben und etliche Industrien weltweit reagieren bereits auf diese Anforderung.
Das Hauptziel dieses Projektes ist es daher Lignin- und Zellulose-basierte Produkte für die Reduktion von Formaldehyd, Phenol und Harnstoff in Phenol-basierten Bindemitteln einzusetzen.
Neu an dem gewählten Ansatz ist der Einsatz von modifizierten Ligninen und Zellulose Produkten als Phenol und Harnstoff Ersatz, sowie die Verwendung von hoch oxidierten Zellulosefasern als Formaldehyd Ersatz mit zusätzlichen Vernetzungskapazitäten.
Das Hauptziel für die österreichische Zellstoff- und Papierindustrie ist die Erzielung einer höheren Wertschöpfung für die derzeit noch wenig genützten Kuppelprodukte.
Energy supply and climate change are todays most pressing preoccupations. Promoting renewable materials certainly is the most efficient way to improve sustainability in resource use. In this context the pulp and paper industry is well placed as it is based on one of the most important renewable raw materials - wood. While novel wood based biorefinery concepts have been in the focus of scientific research for quite some years, the integrated development of new products and their manufacturing within the pulp and paper industry still is to be seen as a major bottleneck with a great potential. In this K-Project Future Lignin and Pulp Processing Research - FLIPPR, the efforts are focused on establishing structural know-how to make more efficient use of both major raw materials streams of the industry - cellulose and lignin. The single projects focus on applications in the pulp and paper value chain but also in areas outside the classical product chain. Product and process design in the pulp and paper industries are mostly empirical due to the underlying complexity of raw materials, processes and products. The goal of FLIPPR is to transform this empirical domain into a science-based endeavour and to give the current product and process development approaches in the field of lignin and fibre usage a new direction. The respective expertise in pulp manufacturing (kraft, sulphite and mechanical pulping processes), paper production (wood free and mechanical graphic papers, packing papers), process technology, analytical chemistry, pulp and paper chemistry, fibre and paper physics, coating technology, organic synthesis, enzymes and biotechnological strategies of the participating scientific and company partners complement each another ideally. FLIPPR is structured in two highly interconnected areas of precompetitive scientific research focusing on lignin and fibre utilization and a third area with the general focus on techno-economic assessment, LCA and project management. Within these areas a total of twelve projects will be carried out that will enable a more efficient use of the lignin and fibres from existing pulp and paper plants in the future.
The area s research framework combines expertise in analytical chemistry, pulp and paper chemistry, biomass pre-treatment and hydrolysis, organic synthesis, process technology, techno-economic analysis. The lignin platform comprises and crosslinks the interdisciplinary sub-projects, it is expected to significantly contribute to the knowledge base for products and processes that will enable a more efficient use of the lignin from existing pulp and paper plants. Development of advanced means to characterize different types of lignin from the project partners including lignin after different modifications within the project. The lignin platform will serve as support to determine parameters important for lignin quality control and reactivity. Lignins to be investigated comprise kraft lignins, process streams containing lignin (e.g. from mechanical pulp processing), lignosulfonates and organosolv lignins. Lignin characterization will focus on the development of advanced techniques using NMR, FFF, SEC, FTIR and others in combination with established techniques. Based on the samples available from project partners a lignin database will be generated.
Das Ziel des Projekts 'chemische Modifikation an Kurzfasern' besteht darin, die Möglichkeiten zur Aufwertung von Faserfraktionen und Fasernebenströmen in wertvolle Materialien zu überprüfen, anstelle sie als Abfall oder als minderwertigen Füllstoff zu verwenden. Diese Aufwertung soll auf verschiedenen Oberflächenmodifizierungen beruhen. Die oberflächenmodifizierten Kurzfasern sollen entweder in den Prozess der Blattbildung zurückgeführt werden, um dort dem Endprodukt positive Eigenschaften zu verleihen (Festigkeitseigenschaften, Faser-Faser-Bindung, eine verbesserte Retention von Füllstoffen) oder als neuartige Materialien mit besonderen Eigenschaften verwendet werden, wie z.B. Geliermittel oder polymere Füllstoffe in innovativen Verbundwerkstoffe. In den Teilprojekten werden drei Arten der Modifikation untersucht und ausgewertet (Hydrophilisierung, Hydrophobierung oder Funktionalisierung). Die an der Oberfläche hydrophilisierten Produkte (mikrofibrillierte oder mit zusätzlichen Carboxylgruppen) werden voraussichtlich die Faser-Faser-Bindung und die mechanischen Eigenschaften des Papiers verbessern. Abgesehen von der Papierherstellung, können Kurzfasern zu innovativen Produkten verarbeitet werden, die als wertvolle Füllstoffe in wasserlöslichen Polymere oder Geliermittel mit außergewöhnlich hohen Wasserbindungskapazitäten eingesetzt werden können. Die oberflächenaktiven, hydrophobisierten Kurzfasern können bei der Papierbeschichtung als partieller Ersatz von Leimungsmitteln getestet werden. Weitere Anwendungen sind die Verwendung als Säulenmaterial für Trennverfahren. Funktionalisierung durch Vernetzen kann verbesserte mechanische Eigenschaften durch kovalente Bindungen zwischen den Fasern verleihen.