3 September 2019

Einsatzgebiete von Biocomposites wachsen

Dr. Asta Partanen vom nova-Institut erklärt, warum herkömmliche Kunststoffe zunehmend durch Biokomposite mit Holz- oder Naturfaseranteil ersetzt werden

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Dr. Asta Partanen, Expertin des nova-Instituts für Marktentwicklungen von biobasierten Verbundwerkstoffen, moderiert auf der diesjährigen ICC – International Composites Conference am 11. September die Vortrags-Session zum Thema Biocomposites. Im Interview erklärt Dr. Partanen, warum deren Einsatz immer attraktiver wird.

Frau Dr. Partanen, Sie sind Expertin für Biokomposite. Was macht das Material so attraktiv?

Ein wichtiger aktueller Trend ist, herkömmliche Kunststoffe durch Biokomposite mit Holz- oder Naturfaseranteil zu ersetzen. Bio-basierte Polymere, Kunststoffe und Biokomposite sind nachhaltigere Materialien mit einer geringeren Umweltbelastung und einer günstigeren CO2-Bilanz. Sie helfen auch dabei, Mikroplastik-Einträge in die Umwelt zu reduzieren oder zu vermeiden (bei Verwendung einer biologisch abbaubaren Kunststoffmatrix). Außerdem können Biokomposite besondere Eigenschaften wie höhere Steifigkeit und Festigkeit aufweisen. In Kombination mit biologisch abbaubaren Kunststoffen sind sogar vollständig bio-basierte und biologisch abbaubare Lösungen möglich. Es wurde auch eine Leichtbaulösung für holzbasierte Biokomposite mit Schäumtechnologie entwickelt. Damit können sogar Karosserieteile für Rennsportwagen hergestellt werden, um somit Metall zu ersetzen.

Für welche Anwendungen und Produkte haben Biokunststoffe einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Kunststoffen?

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Dr. Asta Partanen

Mit den neuesten Fortschritten im Spritzguss und im 3D-Druck sind Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPC) und Naturfaser-Verbundwerkstoffe (NFC) für verschiedene Anwendungen von großem Interesse. Holz- und Naturfaser-Kunststoffgranulate werden für Konsumgüter wie Musikinstrumente, Gehäuse und Koffer, Möbel, Tische, Spielzeug, Kämme und Schalen verwendet. Der einzigartige Look und die besondere Haptik vermitteln eine hohe Qualität und Wertigkeit und werden von den Kunden gut angenommen. Mit BioLite® beispielsweise bietet die Trifilon AB aus Schweden eine grüne Alternative zu Kunststoffen. BioLite® verwendet Polypropylen, das mit 30% Hanffasern verstärkt ist. Hanf ist eine der stärksten Naturfasern der Welt, was die Produkte belastbar, leicht und langlebig macht. Der Einsatz von Hanffasern optimiert die Materialeigenschaften für viele Anwendungen – ein hochwertiger Trolley und eine Kühlbox sind nur zwei Beispiele von vielen. Zu den auf der ICC-Konferenz vorgestellten Biokunststoffen in Automobilanwendungen gehören powerRibs™ der Schweizer Firma Bcomp Ltd, die Flachsgitterverstärkungen in Innenräumen von Automobil-Großserien und für Rennwagen-Karosserieteile einsetzt. So kann das Gewicht von Innenverkleidungen reduziert werden.

Biokomposite – bedeutet der Begriff, dass alle Teile der Verbundwerkstoffe bio-basiert sind?

Nein, aber der Trend geht in diese Richtung. Inzwischen gibt es viele bio-basierte Polymere auf dem Markt, um teilweise oder sogar vollständig bio-basierte Verbundwerkstoffe herzustellen. Damit werden fossile Kohlenstoffe durch erneuerbaren Kohlenstoff ersetzt.  Einige Biokomposite sind sogar in bestimmten Umgebungen biologisch abbaubar. In Kombination mit biologisch abbaubaren Kunststoffen sind Biokomposite optimal für den Einsatz in der Landwirtschaft, im Gartenbau und auch für Spezialanwendungen wie Filterkugeln oder Kaffeekapseln geeignet.

Auf der ICC-Konferenz geht Tomi Kangas von Arctic Biomaterials Oy, Finnland auf die besseren Eigenschaften von Biokompositen ein. In seiner Präsentation zeigt er thermoplastische Biokomposite mit verbesserter Hitzebeständigkeit, besseren mechanischen Eigenschaften sowie vorteilhafteren Verarbeitungsparametern.

Kunststoffverpackungen sind derzeit ein großes Thema. Können Biokomposite für Verpackungen verwendet werden?

Verpackungen sind eine der führenden Anwendungen für bio-basierte Polymere. In diesem Bereich unterscheiden sich bio-basierte Polymere optisch nicht von Erdöl-basierten Kunststoffen. In Kombination mit Naturfasern bieten Biokomposite hervorragende Möglichkeiten für eine ökologische Vermarktung, insbesondere bei Behältnissen für Biokosmetik oder Verpackungen für bio-basierte Waschmittel. Die Naturfasern reduzieren den Anteil an (Bio-) Kunststoffen, verbessern die Eigenschaften und bieten eine einzigartige Haptik und Optik.

Auch die Automobilbranche ist aus verschiedenen Gründen an Biokompositen interessiert…

Ja, im Automobilbereich werden Biokomposite vor allem zur Gewichtseinsparung im Fahrzeuginnenraum eingesetzt. Besonders kleinere, neue Automobilhersteller sind auf der Suche nach ökologischen Leichtbaumaterialien mit geringem CO2-Ausstoß, die sicher anhand von Biokompositen bereitgestellt werden können. Aber auch in der etablierten Automobilindustrie sehen wir eine anhaltende Nachfrage. Thomas Joachim von der FRIMO Group GmbH zeigt im ICC die aktuellen Trends für Automotive Innenanwendungen mit Naturfaserverbundwerkstoffen.

Wie sieht es mit den Entwicklungen der Biokomposite im Bauwesen aus?

Terrassenbeläge („Decking“) und Geländer aus WPC (Wood-Plastic-Composite) wurden in den 1980er Jahren in Nordamerika erstmals als gute Möglichkeit zum Recycling von Holz und Kunststoffen entwickelt. Sie erzeugten die größte Nachfrage nach WPC-Materialien in Terrassenanwendungen auf der ganzen Welt. WPC hat weiterhin ein hohes Marktpotenzial, doch scheint sich die weitere Marktdurchdringung verlangsamt zu haben, seit das Produkt sowohl in Nordamerika als auch in Europa eine fortgeschrittene Marktreife erreicht hat und weitere Innovationen fehlen. Aber die Marktpräsenz größerer Produzenten aus Europa und Importe aus den USA und China nehmen weiter zu.

Eine neue Art von Biokompositen für Terrassen wird in Norwegen hergestellt. Die Kebony®-Technologie ist ein umweltfreundliches Verfahren, das die Eigenschaften von Nadelholz mit einer bio-basierten Flüssigkeit mit einem geschützten Verfahren deutlich verbessert und in direkter Konkurrenz zu normalem WPC steht.

 

Bio-based Pavilion auf der COMPOSITES EUROPE 2019:

Im Bio-Based Pavilion finden Sie Verbundwerkstoffe mit einer Verstärkung aus Naturfasern, Holz- oder Zellulosefasern, bio-basierten Thermoplasten und Duroplasten als Matrix für Glas- und Kohlefasern und mehr.

 

Tauchen Sie tiefer in die Welt der Biokomposite ein:

Einen umfassenden Überblick über aktuelle Entwicklungen, Produktvielfalt und Anwendungsgebiete bietet vom 14. bis 15. November 2019 auch die 8th Biocomposites Conference Cologne, www.biocompositescc.com. Mit durchschnittlich 250 Teilnehmern und 30 Ausstellern hat sich die Konferenz als die führende internationale Konferenz im Bereich der Biokomposite etabliert.

Source: Composites Europe, Pressemitteilung, 2019-08-26.

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