Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Pilotstudie: Autoadhäsiv gebundene Holzwerkstoffe

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
38108 Braunschweig
Bienroder Weg 54 e
Kontakt
Dr. Dirk Berthold
Tel: +49 531 2155-452
E-Mail: dirk.berthold@wki.fraunhofer.de
FKZ
22014511
Anfang
01.09.2011
Ende
31.08.2012
Aufgabenbeschreibung
Bei der Herstellung von Holzwerkstoffen werden bei allen gängigen Verfahren Klebstoffe auf Basis petrochemischer Rohstoffe eingesetzt. Die chemischen Bestandteile des Holzes enthalten aber Komponenten, die über ein potenzielles Bindevermögen verfügen. Gelänge es, diese autoadhäsiven Bindungspotenziale gezielt zu aktivieren und damit den Klebstoffanteil drastisch zu reduzieren, würde dies zur Schonung endlicher Ressourcen und gleichzeitig zur Reduktion der CO2-Abgabe beitragen. Daneben würde das durch die Klebstoffe verursachte Emissionspotenzial (Formaldehyd) stark reduziert werden. Ökonomische Vorteile ergäben sich infolge der Einsparung teurer petrochemischbasierter Produktkomponenten. Bisherige Untersuchungen, dieses Bindevermögen für die industrielle Herstellung zu nutzen, sind mangels der erforderlichen Prozesssicherheit gescheitert, da die genaue Kenntnis der Bindungsmechanismen noch nicht vorliegt. Ziel des Pilotprojektes ist es folglich, einen Beitrag zur Erforschung der Bindungsmechanismen und -einflussgrößen bei der Herstellung autoadhäsiv gebundener Plattenwerkstoffe durch verschiedene Analysemethoden zu liefern. Durch systematische Untersuchungen soll eine Korrelation zwischen den charakteristischen Partikeleigenschaften und den Eigenschaften der produzierten Platten hergestellt werden. Hierdurch soll eine gezielte Beeinflussung der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Partikeloberfläche im Hinblick auf die klebstofffreie Plattenherstellung ermöglicht werden. Da die chemischen Eigenschaften von Laub- und Nadelhölzern insbesondere hinsichtlich der Hemicellulose und der Lignine verschieden sind, werden durch die physikalische und chemische Behandlung der Partikel dieser Holzarten unterschiedliche Reaktionsprodukte resultieren. Vorangegangene Untersuchungen zeigten, dass Laubhölzer - insbesondere die bisher kaum genutzte Birke - aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung für eine Technologie der autoadhäsiven Partikelbindung besser geeignet sind.
Ergebnisdarstellung
Das Projekt befasst sich mit der Identifizierung und Charakterisierung der Bindungsmechanismen von aktivierten Holzpartikeloberflächen im Interphasenbereich sowie mit der Anwendung innovativer Messmethoden. Die ersten Ergebnisse weisen darauf hin, dass der Prozess kontrollierbar ist und somit reproduzierbare MDF hergestellt werden können und es möglich ist, durch die Aktivierung der Holzfasern mit Wasserstoffperoxid die Menge an Klebstoff bei der Herstellung von MDF deutlich zu reduzieren oder sogar zu ersetzen. Dieser signifikant gesenkte Verbrauch an erdölbasierten Klebstoffen würde ökonomische Vorteile der Holzwerkstoffindustrie im globalen Wettbewerb zur Folge haben. Des Weiteren gehört die verschärfte Begrenzung der zulässigen Formaldehydemission von Holzwerkstoffen mit formaldehydhaltigen Klebstoffen zu den größten Herausforderungen der Holzwerkstoffindustrie. Durch Reduzierung dieser formaldehydhaltigen Klebstoffe oder sogar das Ersetzen dieser durch autoadhäsive Bindungen würde einen großen Schritt für die Holzwerkstoffindustrie bedeuten. Weiterhin zeigen die ersten Ergebnisse, dass Laubhölzer für die Herstellung von autoadhäsiv gebundenen MDF besser geeignet sind als Nadelhölzer. Somit könnten zukünftig in der Holzwerkstoffindustrie bzw. zunächst zur Herstellung von MDF verstärkt Mischholzsortimente genutzt werden, was zu einer Entzerrung der sowohl hinsichtlich Verfügbarkeit als auch Preis angespannter Lage auf dem Nadelindustrieholzmarkt beitragen kann. Für eine Umsetzung im großtechnischen Maßstab sind noch weitere anwendungsorientierte Untersuchungen notwendig, die in einem nachfolgenden größeren Projekt durchgeführt werden sollen. Ziel des Projektes ist es dann, die Prozessparameter zu optimieren und die Eigenschaften der MDF wie z.B. die Wasseraufnahme zu verbessern, um die Herstellung von autoadhäsiv gebundenen MDF großtechnisch umsetzen zu können und damit für die Holzwerkstoffindustrie zugängig zu machen.

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