Kreislaufgerechter Faserverbundwerkstoff aus Biopolymeren

Das DITF, CG TEC, Cordenka, Elring Klinger, Fiber Engineering sowie das Technikum Laubholz arbeiten gemeinsam an dem neuen Faserverbundwerkstoff Cellun. Cellun aus nachwachsenden Biopolymeren ermöglicht den Ersatz von Glas- oder Carbonfasern in der Herstellung industrieller Formteile. Die Matrix des Werkstoffs ist ein thermoplastisches Cellulosederivat, das sich in industriellen Verarbeitungsverfahren wie Heißpressen oder Pultrusion verarbeiten lässt.

Bei Organosheets besteht die textile Verstärkung vor allem aus Glas-, Carbon-, Basalt- oder Aramidfasern. Diese Fasern besitzen hohe Steifigkeiten und Zugfestigkeiten, sind jedoch in ihrer Herstellung und im Recycling energieintensiv und können nur in einem zunehmend minderwertigen Zustand recycelt werden.

Im Gegensatz dazu ist der an den DITF entwickelte Cellun-Verbundwerkstoff eine wesentlich nachhaltigere Alternative. Für dessen Herstellung wird die Verstärkungskomponente aus nicht schmelzbaren Cellulosefasern sowie thermoplastischen, derivatisierten Cellulosefasern als Matrix zu einem Hybridroving kombiniert. Als cellulosische Verstärkungsfasern kommen Regeneratfasern von Cordenka und die an den DITF entwickelten Highpercell-Cellulosefasern zum Einsatz. Der PLASTVERARBEITER berichtete darüber, wie Sie hier nachlesen können.

Der Verbundwerkstoff wird nun im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekts zur industriellen Reife weiterentwickelt. Die Aufgaben der DITF im Cellun-Verbundprojekt sind vor allem das Herstellen von geeigneten Verstärkungsfasern auf Basis von Cellulose und das Einbetten der Fasern in die thermoplastische Cellulose-Derivat-Matrix. Das Material wird in den hauseigenen Technika zu technischen Hybridrovingen und zu Hybridtextilien weiterverarbeitet. Über Pultrusions- und Thermoformverfahren oder im Spritzguss können schließlich Formteile hergestellt werden, die die technischen Einsatzmöglichkeiten des neuen Materials veranschaulichen.

Im weiteren Projektverlauf liegt der Fokus auf der vollständigen Kreislaufführung des Cellun-Materials nach dem End of Life (EOL). Dazu werden zwei unterschiedliche Ansätze erforscht. Einerseits besteht die Möglichkeit, Cellun-Formteile ohne Qualitätsverlust thermisch umzuformen. Ein zweiter möglicher Weg besteht darin, das Cellun-Material wieder chemisch in die einzelnen Komponenten zu trennen. Diese können dann erneut wieder zu 100 % als neue Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

Die neuartigen Cellun-Werkstoffe werden als umweltfreundliche, ressourcenschonende und kostengünstige Alternative zu etablierten Verbundwerkstoffen im Leichtbau- und Automotivsektor gesehen.

Quelle: DITF