Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Entwicklung eines Porosierungsstoffes für die Ziegelindustrie auf Maisbasis

Anschrift
Universität Paderborn - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Kunststofftechnik
Warburger Str. 100
33098 Paderborn
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim
Tel: +49 561 804-3670
E-Mail: heim@uni-kassel.de
FKZ
22011097
Anfang
01.04.1998
Ende
11.05.2000
Ergebnisdarstellung
Durch die vollkommene Neuentwicklung des Extruders mit einem L/D-Verhältnis < 2 werden Verweilzeiten von ca. 1 sec. erreicht. Das bedeutet, dass das Material innerhalb dieser Zeit von Raumtemperatur auf 170 - 190 °C erhitzt und plastifiziert wird. Bei Austritt aus dem Extruder kommt es zur Entspannung und zum Aufschäumen des Materials. Durch die sehr kurze Verweilzeit kommt es trotz der sehr hohen Temperaturen nicht zur molekularen Schädigung des Materials. Dies ist ein Vorteil gegenüber herkömmlichen Extrudern. Diese technologische Entwicklung war die Voraussetzung zur Realisierung des Ziels, einen Porosierungsstoff auf Maisbasis herzustellen. Im Vorhaben konnte gezeigt werden, dass es deutliche Unterschiede in der Verarbeitbarkeit der einzelnen Maissorten gibt. Nach der anfänglichen Verwendung von Maisgrieß wurden die Versuche schnell aus wirtschaftlichen sowie verarbeitungstechnischen Gründen auf Maisschrot umgestellt. Es wurden einige verschiedene Additive getestet, wobei sich der Zusatz von 1 % Zitronensäure als günstigste Variante erwies. Während des Vorhabens wurden Versuche in einer Ziegelei gefahren. Dazu wurden in einem größeren Versuch ca. 100 m³ des Porosierungsstoffs in die Tonmasse (ca. 10 Vol% der Ziegelmasse) eingearbeitet und die Ziegel in einem Tunnelofen gebrannt. Der Porosierungsstoff auf Maisbasis führte im Ziegel zu besseren Eigenschaften als die Einarbeitung von Styropor. Die Oberfläche der gebrannten Ziegel war bei Verwendung vom Porosierungsstoff auf Maisbasis glatter. Außerdem war bei gleichbleibenden Festigkeiten das bestimmte Porenvolumen etwas größer, was zu einem besseren Wärmedämmwert führen müsste. Untersuchungen dazu konnte nicht gemacht werden. Die Abgasuntersuchungen in diesem Versuch der Ziegelei haben ergeben, dass der bestimmte Benzolgehalt der Abluft mit 4,7 mg/m³ sowohl unter dem bei Styroporeinsatz ermittelten Benzolgehalt von 13 mg/m³ als auch unter dem Grenzwert der TA-Luft liegt.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Porosierungsstoffes für die Ziegelindustrie auf Maisbasis, um das derzeit übliche Polystyrol substituieren zu können. Mit Hilfe von geschäumten Polystyrolkugeln werden in der Tonmasse der Ziegel Hohlräume geschaffen, die im fertigen Ziegel die notwendige Wärmedämmung sicherstellen. Während des Brennvorganges wird das Polystyrol verdampft. Aufgrund der chemischen Struktur des Polystyrols entsteht Benzol im Abgas der Ziegelei, das durch aufwendige Abgasfilter abgeführt werden muß. Im Forschungsvorhaben soll dieser Porosierungsstoff auf Maisbasis hergestellt werden. Mit diesem Werkstoff bestehen bereits Erfahrungen durch die Herstellung von Verpackungschips. Innerhalb des Vorhabens sollen die Maismischungen und das Verarbeitungsverfahren so weiterentwickelt werden, daß die technischen Eigenschaften des Polystyrols erreicht werden.

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