Prof. Dr. Carsten Mai
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30.09.2010

Die Modifizierung von Furnieren mit Melamin-Formaldehyd (MF) und Glutaraldehyd führte zu deutlichen Eigenschaftsverbesserungen der daraus hergestellten Sperrhölzer. Dies betraf besonders die Dimensionsstabilität, im Falle der MF-Behandlung auch die Scherzugfestigkeit als Maß der Verleimungsgüte. Zur Herstellung von Spanplatten wurden wasserbasierte oligomere Silane eingesetzt. In Abhängigkeit der Funktionalität der Silane ließen sich eine hohe Quellungsvergütung und eine hohe Kochquerzugfestigkeit erzielen. Aufbauend auf den Laborergebnissen wurde ein Industrieversuch mit der Werzalit GmbH + Co. KG durchgeführt. Um die Wirkung einer Siliconbehandlung zu ermitteln, wurden verschieden funktionalisierte Silicone zunächst an Massivholz mit dem Ziel der Anwendung im Furnier-/Sperrholzbereich untersucht. Dabei ergaben sich in einigen Fällen deutliche Verminderungen der Wasseraufnahme und erhöhte Pilzresistenzen. Die zur Hydrophobierung von Spanplatten eingesetzten Silicone führten allerdings weder zu einer Verringerung der Quellung noch zu höheren Querzugfestigkeiten im nassen Zustand. Zur Modifizierung von Fasern wurden die N-Methylolverbindungen 1,3-Dimethylol-4,5-dihydroxy-ethylenharnstoff (DMDHEU) und MF in zwei verschiedenen Herstellungsverfahren eingesetzt. Die Behandlungen führten zu einer deutlichen Verringerung der Quellung der hergestellten mitteldichten Faserplatten (MDF) - sowohl beim kurz- und langzeitigen Tauchen in Wasser als auch während der künstlichen Bewitterung im QUV. Auch die Querzugfestigkeiten in trockenem Zustand und insbesondere die Kochquerzugfestigkeiten waren deutlich erhöht. Insgesamt führte die Behandlung der Fasern auf einer MDF-Pilotanlage zu größeren Verbesserungen der technologischen Eigenschaften gegenüber den im Labor (Technikum) behandelten Fasern.

Hinsichtlich einer Verwendung im Außenbereich weisen Holzprodukte einige natürliche Schwachpunkte auf. So führt die Aufnahme von Wasser durch die Zellwände zu einer Quellung des Holzes, die in die drei Raumrichtungen ein unterschiedliches Ausmaß annimmt (Anisotropie). Eine häufige Abfolge von Quellung und Schwindung hat bei Massivholz eine Rissbildung zur Folge. Bei Holzwerkstoffen wie Span- und Faserplatten kommt es durch Wasseraufnahme zu einer irreversiblen Quellung. Ein weiterer Schwachpunkt von Holzprodukten im Außenbereich ist ihre Anfälligkeit gegenüber holzzerstörenden Pilzen und Insekten. Beim vorbeugenden chemischen Holzschutz wird die Dauerhaftigkeit durch die Verwendung biozider Holzschutzmittel erhöht, die aber aus ökologischen Gründen bedenklich sind. Im Rahmen des Projekts wurden neuartige Werkstoffe durch eine chemische Modifizierung des Holzsubstrats erzeugt. Neben der Anpassung der dabei entwickelten Verfahren an den industriellen Produktionsprozess wurde auch die Kompatibilität der veränderten Holzkomponente mit den in der Holzwerkstoffbranche verwendeten Bindemitteln untersucht und angepasst. Dadurch sollten sich gegenüber konventionellen Produkten verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Feuchtigkeitsaufnahme, der Dimensionsstabilität und der Resistenz gegen holzzerstörende und -verfärbende Pilze ergeben. Dies würde eine Anwendung im Außenbereich (Fassadenverkleidungen, Gartenmöbel, Veranden etc.), in Nassräumen und in Küchen ermöglichen. Die speziellen Vorteile der Holzwerkstoffe wie Flexibilität bei Produktion und Anwendung, Bearbeitbarkeit, einfache Entsorgung und evtl. auch Wiederverwertung der Holzkomponente blieben dabei erhalten. Durch die genannten Eigenschaftsverbesserungen ergäben sich gegenüber konventionellen Produkten neue Anwendungsfelder und Absatzmöglichkeiten. Dadurch könnten nicht nachhaltig produzierte Produkte auf Erdölbasis (Kunststoffe) und aus Metallen ersetzt werden.