Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

ERA-WoodWisdom: Prozesse für die Herstellung von Nanocellulose-Kompositen (PRONANOCELL); Teilprojekt 1

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
76327 Pfinztal
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
Kontakt
Kevin Moser
Tel: +49 721 4640-697
E-Mail: kevin.moser@ict.fraunhofer.de
FKZ
22002614
Anfang
28.04.2014
Ende
27.04.2017
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen von PRONANOCELL sollen Leichtbau-Verbundwerkstoffe aus umweltfreundlichen Rohstoffen und neue Verfahren zu deren Herstellung für den Automotiv- und Bausektor entwickelt werden. Als Hauptkomponenten für die Herstellung dienen nanofibrillierte Cellulose (NFC) und Standardkunststoffe wie Polyolefine (PE, PP). Die Forschungsinhalte im Rahmen des PRONANOCELL Projektes beinhalten folgende Entwickungsziele: 1. Neuentwicklung und Optimierung von Verarbeitungstechnologien der im Projekt PRONANOCELL entwickelten NFC-Fasern: - Ein Verfahren zur Direktverarbeitung einer NFC-Pulpe und einem olymer in einem Extruder; - Ein Verfahren zur Konsolidierung von NFC, Holzfasern und Kunststoff in einem an die Papierherstellung angelehnten Prozess zur Herstellung von Halbzeugen als Ausgangswerkstoff zum Formpressen. 2. Entwicklung von optimierten Verarbeitungsbedingungen zur Erlangung von: - Gleichmäßiger Verteilung der NFC in der Matrix, - Anpassung der Rheologie, - Maximierung der mechanischen Eigenschaften, - Optimierung der Anhaftung zwischen NFC und der Matrix. Die Hauptaufgabe des Fraunhofer ICT liegt in der Verfahrensentwicklung, Prozessoptimierung und Werkstoffcharakterisierung sowie -validierung. Das Hauptziel des Fraunhofer ICT ist es, die Materialien durch neu entwickelte Prozesskonzepte in finale Bauteile zu überführen. Darüber hinaus sorgt das Fraunhofer ICT gemäß dem Verwertungsplanes für die Darstellung der Ergebnisse im Außenraum.
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Projektes wurden neue Methoden zur Herstellung von PP-NFC-Granulate, sowie deren weitere Verarbeitung zu technischen Bauteilen über formgebende Verfahren wie dem Spritzgießen erfolgreich entwickelt. Wesentliche Ergebnisse des Projektes sind neben der Entwicklung neuer nanocellulosefaser-verstärkter Polymere auch die Überführung der Herstellprozesse vom Technikumsmaßstab in den Pilotmaßstab. Schrittweise wurde im Rahmen des Projektes die Komplexität der ausgewählten Demonstratorbauteile und damit der Anforderungsgrad an Material und Prozess kontinuierlich erhöht. Somit konnte erfolgreich demonstriert werden, dass sowohl einfache Geometrien wie beispielsweise ein Becher oder eine Handgelenkschiene, aber auch hochkomplexen Bauteile wie die Türinnenverkleidung eines Automobiles mit den im Projekt entwickelten und hergestellten PP-NFC Granulaten und Prozessen möglich ist. Nach zahlreichen Optimierungsstudien ist es gelungen mit dem Schaumpritzgießprozess (TSG) geschäumte Bauteile herzustellen, die eine 140% höhere Biegesteifigkeit im Vergleich zum kompakten Bauteil bei gleichem Bauteilgewicht aufweisen.

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