4 September 2017

Biobasiertes Harz für stabile Holzbaustoffe

Hoher Flammschutz dank neuer Matrix

Die Covestro Deutschland AG will gemeinsam mit vier Partnern biobasierte Verstärkungsschichten für Vollholzwerkstoffe, die sog. Verstärkungslamellen, entwickeln, um die aktuell verwendeten petrochemischen Produkte zu ersetzen. Das innovative, mit Cellulosefasern verstärkte Polyurethan-System soll zu über 90 Prozent biobasiert sein und ohne den Zusatz von Additiven einen sehr guten Flamm- und Bewitterungsschutz gewährleisten.

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Auch bei der Gemeinschaftsschule in Steißlingen/Baden-Württemberg wurde Brettsperrholz in den Innenwänden verbaut. Die Schule war einer der Gewinner im HolzbauPlus-Wettbewerb 2016 des BMEL. Foto: Dury + D’Aloisio Architekten BDA - Zoom -

Der moderne Holzkonstruktionsbau erobert zunehmend auch den städtischen Raum. So hat jüngst Hamburg eine Änderung seiner Landesbauordnung beschlossen, die den Einsatz der Massivholzbauweise künftig in bis zu 7-geschossigen Gebäuden vereinfachen soll.

Verbreitete Vollholzwerkstoffe für den modernen Holzbau sind Brettsperr- und Brettschichtholz. Bei diesen Baustoffen befinden sich zwischen den einzelnen Holzlagen dünne Schichten aus Polyurethanharz. Wenn in dieses Harz zur Verstärkung Aramid-, Glas- oder Carbonfasern eingebettet sind, handelt es sich um sogenannte Verstärkungslamellen, die die Holzbaustoffe noch tragfähiger machen. Im jetzt begonnenen Vorhaben wollen die Forscher biobasierte Alternativen für die bisher verwendeten fossilen Harze und Fasern entwickeln.

Die Forscher setzen auf eine Kombination aus biogenen, aliphatischen Polyisocyanaten und biogenen Polyolen auf der Basis von Pflanzenölen. Diesem Polyurethan sollen positive Eigenschaften wie eine geringe Brennbarkeit und eine hohe Resistenz gegenüber Witterungseinflüssen bereits immanent sein, so dass es dafür keiner speziellen Additive bedarf. Bei den Fasern favorisieren die Wissenschaftler Cellulose-Fasern, zum Beispiel aus Regenerat-Cellulose. „Im Ergebnis verfügen wir dann erstmals über verstärkende Werkstoffe für den Holzkonstruktionsbau, die selbst zu mindestens 90 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen“, erklärt Dr. Paul Heinz von der Covestro Deutschland AG, der den Projektverbund koordiniert. Damit werde der moderne Holzbau mit Brettsperr- und Brettschichtholz noch nachhaltiger, so Heinz.

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Aufbau der Verstärkungslamellen. Grafik: Fraunhofer ICT/H. Engelen - Zoom -

Beim Herstellungsverfahren setzen die Projektpartner auf das Pultrusionsverfahren1, das sie unter Praxisbedingungen erproben wollen. Auf der Technikumsanlage der Fraunhofer-Gesellschaft werden Flachprofile für Testzwecke hergestellt und die dazu nötigen Werkzeuge und Verarbeitungsparameter optimiert. Die Firma Sortimo wird im Vorhaben ein branchenübliches Modellbauteil herstellen, an dem das Potenzial des neuen Werkstoffs und Herstellverfahrens für die Bauindustrie technisch, ökonomisch und ökologisch bewertet werden kann. Dieses Bauteil wird aus Buchenholz gefertigt, das im Zuge des Waldumbaus in wachsender Menge zur Verfügung steht.

Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert. Informationen stehen auf fnr.de im Menü Projektförderung unter den folgenden

Förderkennzeichen zur Verfügung:

22022616 – Koordination, Modifizierung der biobasierten Polymermatrix
Covestro Deutschland AG

22003517 – Implementierung der Entwicklungsarbeiten in eine industrielle Demonstrationsanlage
Sortimo International GmbH

22003617 – Untersuchungen zum Einsatz von biobasierten Verstärkungsfasern
Deutsches Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF)

22003717 – Prozessentwicklung zur Herstellung der Verstärkungslamellen
Universität Stuttgart, Institut für Kunststofftechnik (IKT)

22003817 – Betrieb der Pilot-Pultrusionsanlage und Prozessbewertung
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)

 

1 Das Pultrusions- oder Strangziehverfahren ist ein automatisiertes Verfahren, mit dem sich faserverstärkte Kunststoffprofile kontinuierlich und günstig herstellen lassen.

Source: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Pressemitteilung, 2017-08-28.

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