Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbesserung der Dimensionsstabilität und weiterer Materialeigenschaften von extrudierten Wood-Plastic Composites (WPC) für die Außenanwendung durch chemische Modifizierung des Holzfüllstoffes

Anschrift
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holztechnologie
Büsgenweg 4
37077 Göttingen
Kontakt
Prof. Dr. Carsten Mai
Tel: +49 551 39-19807
E-Mail: cmai@gwdg.de
FKZ
22028905
Anfang
01.05.2007
Ende
31.10.2010
Ergebnisdarstellung
Zur Herstellung von WPC wurden zwei Ansätze verfolgt. Zum einem wurden Holzpartikel mit wasserbasierten oligomeren Silanen modifiziert und zum anderen modifiziertes Massivholz zu Partikeln verarbeitet. Die Modifikation der Holzpartikel mit Silanen unabhängig von deren Funktionalität erzielte keine erheblichen Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften. Mit der Zugabe eines auf Maleinsäure-Anhydrid basierenden Haftvermittlers verbesserten sich die Eigenschaften signifikant, wobei der Anteil der Modifikation an der Verbesserung geringer ausfiel als der des Haftvermittlers. Durch den Einsatz eines oligomeren Amino-Alkyl-Silans konnte die Wasseraufnahmegeschwindigkeit verringert, jedoch keine Langzeitwirkung erzielt werden. Die relative kurzzeitige Hydrophobierung wurde sowohl bei Kaltwasser- als auch bei der Kochwasserlagerung nachgewiesen. Keines der verwendeten Silane führte zu einer Verringerung des Schimmelbefalls bei der Feuchtlagerung im Vergleich zu WPC aus unbehandelten Partikeln. Die Resistenz gegenüber holzabbauenden Basidiomyceten war tendenziell von der Behandlungschemikalie abhängig und nahm mit dem Behandlungsgrad zu. Die Verwendung von modifiziertem Massivholz zeigte vor allem im Bereich der Dauerhaftigkeit erhebliche Verbesserungen (Pilzresitenz). Auch konnte die Wasseraufnahme bei der Kaltwasser- und Kochwasserlagerung signifikant verringert werden. Die mechanischen Eigenschaften zeigten nur zum Teil Verbesserungen, was aber in einer ungleichmäßigen Partikelgrößenverteilung nach der Aufbereitung begründet ist. Keine der eingesetzten Modikfikationen zeigte einen positiven Einfluss auf die Bewitterungsstabilität. Aufbauend auf den Laborversuchen erfolgten industrielle Praxisversuche.
Aufgabenbeschreibung
Durch eine chemische Modifizierung des Holzfüllstoffs sollen analog zur Modifizierung von Massivholz verschiedene Eigenschaften von Holz-Polymer-Kompositen (WPC) deutlich verbessert werden. Zu diesen Eigenschaften zählen insbesondere die Dimensionsstabilität, Interphasenhaftung zwischen Holz und Kunststoff, mechanisch-physikalische Eigenschaften, Resistenz gegenüber holzzerstörenden Pilzen und Bodenpilzen sowie gegenüber Schimmel- und Bläuepilzen. In Kombination mit einem FNR-Projekt zur Entwicklung neuartiger Holzwerkstoffe (FKZ 22009206) werden Späne (Fasern) nach verschiedenen Modifizierungsverfahren behandelt und mit Hilfe verschiedener analytischer Verfahren charakterisiert. Aus den behandelten Spänen werden dann durch thermische Formgebungsverfahren WPC-Formulierungen hergestellt, die hinsichtlich verschiedener Eigenschaften (s.o.) untersucht werden. Die entwickelte Technologie wird schließlich in einen technischen Maßstab überführt und in bestehende industrielle Prozesse integriert. Die Verwertung erfolgt gemeinsam mit den Industriepartnern Werzalit AG und der Firma Kosche im Rahmen der industriellen Implementierung. Hierbei werden auch Chemikalienhersteller eingezogen.

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