Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Werkstoff- und Verfahrensentwicklung zur Herstellung einer Holz-Biokunststoff-Sandwichplatte auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Anschrift
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung
Leuschnerstr. 91 c
21031 Hamburg
Kontakt
Dr. Jan Lüdtke
Tel: +49 40 73962-602
E-Mail: jan.luedtke@thuenen.de
FKZ
22WB304001
Anfang
01.01.2014
Ende
31.10.2016
Aufgabenbeschreibung
Es werden innovative Ansätze für einen biobasierten Verbundwerkstoff auf Basis von Holz und geschäumten Biokunststoff (Cellulosederivate) entwickelt. Das Ziel ist die Herstellung einer Sandwichplatte mit einer leichten, geschäumten Kernstruktur und zwei hochverdichteten Holzwerkstoff-Decklagen. Zwischen zwei Holzspanschichten werden mit Treibmittel beladene Kunststoffpartikel lose aufgetragen. Durch Wärmezufuhr und Druckaufbau werden die Decklagen gepresst und der Klebstoff gehärtet, während die Polymerphase zunehmend erweicht und das Treibmittel aktiviert wird. Sobald die Heißpresse definiert öffnet, expandiert die Mittellage und eine dichtereduzierte Schaumlage entsteht. Über das beantragte Vorhaben werden neue Ansätze zur Holzverwertung, sowie neue Verwendungsmöglichkeiten für Nebenprodukte der Holzindustrie erschlossen. Durch eine Substitution von bisher verwendetem Polystyrol mit Biokunststoff für die Herstellung des Schaumkerns wird ein ressourceneffizienter Leichtbauwerkstoff entwickelt. Die Projektarbeiten beinhalten die Werkstoffentwicklung des expandierbaren Granulats (Fraunhofer UMSICHT) und die Verfahrensentwicklung zur Herstellung und Formgebung der Sandwichplatte (Thünen-Institut). Auf Basis eines Cellulosederivats wird ein mit Treibmittel gefülltes Granulat für den anschließenden Verschäumungsprozess entwickelt. Der Prozess (u.a. Ausbildung Decklage und Grenzschicht, Aufschäumung, Klebstofftyp) muss unter Berücksichtigung des Mittellagengranulats so entwickelt werden, dass eine optimale Ausbildung von Decklage und Grenzschicht erfolgt. Die Herausforderungen bestehen in den hohen Ansprüchen an Sandwichplatten hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, ihres geringen spezifischen Gewichts und ihrer Wasserbeständigkeit. Bei der Gasbeladung sind die größten Hindernisse ein frühzeitiges Schäumen des Kunststoffs beim Extrusionsaustrag, sowie eine Diffusion des Treibmittels aus dem beladenen Granulat und folgend ein zu geringes Aufschäumen.

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