Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Stärke basierte Textilien - Kostengünstige Textilien aus Biopolymeren; Teilvorhaben 1: Herstellung Filamente/Vliesstoffe, Koordinierung

Anschrift
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für Textiltechnik und Lehrstuhl für Textilmaschinenbau (ITA)
52074 Aachen
Otto-Blumenthal-Str. 1
Kontakt
M. Tech. Pavan Kumar Manvi
Tel: +49 241 80-24736
E-Mail: pavan.manvi@ita.rwth-aachen.de
FKZ
22010914
Anfang
01.10.2015
Ende
31.12.2018
Aufgabenbeschreibung
Zusammenfassung und Aufgabenbeschreibung Dieses Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der chemischen und physikali-schen Modifikation von Stärke mittels reaktiver Extrusion und der Herstellung von Stärke-Biopolymer Blends, die zu Filamenten versponnen und zu Textil-strukturen weiterverarbeitet werden können. Diese werden sich aufgrund ihres verbesserten Eigenschaftsprofils in mehreren Gebieten, wie z.B. Vliesstoffen als Geo- und Agrartextilien oder Textilien im Medizinbereich, bei welchen der Aspekt der biologischen Abbaubarkeit bzw. der Resorbierbarkeit eine wichtige Rolle spielt, einsetzten lassen. Außerdem können sie für die Herstellung von Strickwaren, z.B. für Bekleidung genutzt werden. Ziel des Projekts Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von stärkebasierten Textilien (z.B. Geotextilien, medizinische Textilien und gestrickte Pullover). Ergebnissedarstellung Es werden verschiedene Rezepturen und Methoden für die Herstellung von Stär-keblends und chemisch modifizierter Stärke im Hinblick auf Verbesserung der Schmelzspinnbarkeit entwickelt. Fasern aus Stärkeblends und chemisch modifizierter Stärke, die in Textilanwendungen eingesetzt werden können, sind aktuell nicht Stand der Technik. In diesem Projekt werden Filamente aus Stärkeblend und chemisch modifizierter Stärke entwickelt und weiter für die Herstellung von Vliesstoff (mit Flächengewichten von 200 g/m² und 400 g/m² ) und Strickwaren (mit Flächengewichten von 250 und 450 g/qm ) verwendet. 1 Beschaffung von Rohstoffen und Materialien 2 Chemische Modifizierung von Stärke 3 Compoundierung der thermoplastifizierten Stärke mit Lignin und weiteren Biopolymeren und Untersuchung ihrer Eigenschaften an den im Spritzgussverfahren hergestellten Prüf-körpern 4 Herstellung von Filamenten im Schmelzspinnprozess aus der modifizierten Stärke und aus den aus der modifizierten Stärke hergestellten Compounds 5 Vliesstoffherstellung 6 Gestrick Herstellung
Ergebnisdarstellung
Im Fall von modifizierter Stärke ist kein reproduzierbares thermoplastisches Verhalten erkennbar. Bei der Schmelzspinnbarkeitsuntersuchung von chemisch modifizierten Stärkeproben wurde sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielt wurden. Auf Basis der Klebrigkeit des Stärkegranulats sowie der gesponnenen Filamente, der Extrudierbarkeit und der Filamenteigenschaften wurden die plastifizierten und chemisch modifizierten Stärketypen bewertet. Für ausgewählte Stärketypen vom Fraunhofer ICT, Pfinztal wurden kontinuierliche Modifizierungsprozesse entwickelt. Das am wenigste klebrige Stärkeprobe hat beim Spinnversuch im Hopper Aggregate gebildet und aufgrund der Blockierung des Hoppers konnten keine Filamente gesponnen werden. Weiterhin wurden Stärke-basierte Compounds im Pilotmaßstab versponnen, wobei eine sehr variable Filamentbildung beobachtet und unterschiedliche Wicklungsgeschwindigkeiten erreicht wurden. Der Compound SXC3094 konnte mit bis zum 1400 m/min versponnen werden, während die Compounds SXC3717, SXC4141, SXC4376 und SXC4377 zwischen 300-350 m/min versponnen werden konnten. Die verbleibenden Compounds konnten nur bei noch geringerer Wicklungsgeschwindigkeit versponnen werden. Die mechanischen Eigenschaften der gesponnenen Filamente liegen im Vergleich zu Benchmark-Materialien viel gering. Die Multifilamente aus Compound SXC 4141 und SXC4376 weisen eine durchschnittliche Zugfestigkeit von 2,22 cN/tex und 2,10 cN/tex auf. Anhand von REM-Aufnahmen wird die im Allgemeinen schlechte Mischbarkeit der Komponenten deutlich, die bei verschiedenen Compounds unterschiedlich hoch ausfällt. Aufgrund der niedrigen Filamentfestigkeit ist eine Lufttexturierung der Garne bisher nicht möglich.Unabhängig davon ist jedoch die Herstellung von Stapelfasern aus den gesponnenen Spulengarnen möglich. Es wurden Vliesstoffe aus unterschiedlichen Compunds hergestellt. Nach erster Bewertung ist ein Einsatz im Agrar-Sektor am für die Vliesstoffe am vielversprechendsten.

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