Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Funktionalisierung von Biowerkstoffen durch Kombination von Protein - Kohlenhydrat - Verbunden mit stabilisierenden Einlagerungen mit dem Ziel der weiteren Verbesserung der Werkstoffeigenschaften

Anschrift
DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V.
Professor-von-Klitzing-Str. 7
49610 Quakenbrück
Kontakt
Dr.-Ing. habil. Ute Bindrich
Tel: +49 5431 183-130
E-Mail: u.bindrich@dil-ev.de
FKZ
22007904
Anfang
01.10.2004
Ende
30.09.2005
Ergebnisdarstellung
Im Vorhaben wurden Werkstoffe aus biologischen Materialien hergestellt. Ziel der Entwicklung war, Eigenschaften zu erreichen, die den mechanischen und elektrischen Eigenschaften eines Kunststoffs, der aus einem synthetischen Harz und eingelagerten Glasfasern besteht, entsprechen. Es wurde handelsüblicher Weizenkleber, native Kartoffelstärke, Hanffasern, Dialdehydstärke und Wasser eingesetzt. Der Weizenkleber stellt die strukturbildenden Komponente dar. Die Kartoffelstärke hat in erster Linie die Funktion, eine gleichmäßige Verteilung des Wassers im Rohmaterial zu sichern. Bei optimalen Strukturierungsbedingungen (Wasserangebot, Druck-, Temperaturverlauf) kann bis zu 50% Kartoffelstärke eingesetzt werden, ohne dass die Festigkeit des Materials (Biege-E-Modul und maximale Biegespannung) vermindert wird. Die Herstellung von Verbunden mit integrierten Fasern ist möglich. Die besten Ergebnisse wurden erreicht, wenn die Fasern mit den übrigen Rohstoffen vermischt, hydratisiert und strukturiert wurden. Weitere Eigenschaftsverbesserungen sind möglich, wenn durch die Anpassung der Oberflächeneigenschaften der Fasern eine maximale Adhäsion zwischen Biopolymerschmelze und Fasern gewährleistet wird. Durch die Optimierung der Mischbedingungen war es möglich, eine gleichmäßigere Verteilung des Wassers im Werkstoff zu erreichen. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass die Stärke unterhalb von 60°C Wasser, ohne zu quellen, in molekularen Schichten adsorptiv bindet und die stark quellende Proteinkomponente das erforderliche Wasser während der Hydratationszeit sehr gleichmäßig aufnehmen kann, da pro g Stärke 0,112 m² Oberfläche mit Wasser bedeckt sind.
Aufgabenbeschreibung
Das vorliegende Projekt wurde mit der Zielstellung konzipiert, ausgehend von den Ergebnissen des Projektes FKZ 220-011-02 einen Werkstoff so weiterzuentwickeln, dass er den Ansprüchen eines Industrieunternehmens hinsichtlich qualitätsbestimmender mechanischer und elektrischer Eigenschaften weitestgehend genügt. Als Rohstoffe für den zu entwickelnden Werkstoff sind Weizenprotein, verschiedene Stärkeprodukte, natürliche Fasern und strukturbeeinflussende Komponenten vorgesehen. Das Projekt wird innerhalb von 12 Monaten bearbeitet. Die Schwerpunkte des Arbeitsplans sind Charakterisierung der Rohstoffe hinsichtlich Zusammensetzung und Werkstoffeigenschaften, Verbesserung des Mischverhaltens der Komponenten, Einlagerung stabilisierender Fasern und Versiegelung der Werkstoffoberfläche sowie Industrieversuche zur Herstellung von Platten aus den entwickelten Werkstoffvarianten. Die geplante Ergebnisverwertung besteht darin, die Grundlagen für die Substitution des glasfaserverstärkten Kunststoffs UPGM 203 zu schaffen.

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