19 Mai 2020

Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von Nanomaterialien auf Zellulosebasis

Experten sind dabei, Prototypen herzustellen, indem sie Textilien, Papier oder Kunststoff mit Nanozellulose beschichten oder bedrucken, um so die Eigenschaften dieser Produkte für verschiedene Anwendungsbereiche zu verbessern

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© DooDee Studio, Shutterstock

Dank ihres reichhaltigen Vorkommens, ihrer Nachhaltigkeit und ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften werden Nanomaterialien auf Zellulosebasis für viele Anwendungsbereiche immer beliebter. So werden beispielsweise Zellulose-Nanofibrillen (CNF) in Beschichtungen, Leichtverpackungen und in der Automobilindustrie eingesetzt. Diese zellulosebasierten Materialien mit mindestens einer Dimension im Nanobereich (1-100 nm) werden aus Holz, Baumwolle oder anderer lignozellulosehaltiger Biomasse hergestellt. Dabei werden Verfahren angewendet, bei denen die Fasern durch chemische und/oder mechanische Prozesse zerlegt werden. Die Herstellung von CNF könnte jedoch Fragen aufwerfen, zum Beispiel wie bei allen Chargen eine gleichbleibende Produktqualität erreicht werden kann.

Das EU-finanzierte Projekt NanoTextSurf befasst sich mit solchen Herausforderungen, indem es sich auf die Weiterentwicklung der Prozesse und Technologien in der Produktion von Zellulose-Nanomaterialien konzentriert. In einer Pressemitteilung von Open Access Government heißt es, dass „das Projekt NanoTextSurf darauf abzielt, einzigartige Materialeigenschaften und Produkte der nächsten Generation mit hohem Mehrwert zu erzeugen, indem Materialoberflächen mit viskosen Pasten, die Nanozellulose enthalten, behandelt werden.“ Laut derselben Pressemitteilung wird das viskose Gel gewonnen, indem die Mikrofibrillen aus der Faserzelle im Verlauf verschiedener Prozesse voneinander getrennt werden. „Im Projekt NanoTextSurf werden die besonderen Eigenschaften von Nanomaterialien genutzt, um Pasten für dünne Beschichtungen zu stabilisieren oder direkt besondere Eigenschaften wie Anwuchsverhinderung, verbesserte Festigkeit oder Haltbarkeit bei Anwendungen von Reibmaterial und Schleifmitteln zur Verfügung zu stellen.“

Pilotversuche

Ein Video zeigt die neuartigen Produkte, die Nanozellulose enthalten, und erklärt, wie diese Nanomaterialien auf die Oberflächen aufgebracht werden. Projektpartner haben bereits mehrere Pilotversuche für alle Anwendungen durchgeführt und in allen vier verschiedenen Anwendungsbereichen einen bedeutenden Fortschritt erreicht: Membranen, Schutztextilien, Reibbeläge und Schleifmittel.

Laut der Pressemitteilung hat das projektkoordinierende Technische Forschungszentrum Finnland (VTT) „auf der Basis der Zielsetzungen der neuartigen Anwendungen und Herausforderungen, die sich während der Projektarbeit gezeigt haben, seine Pilotanlagen für Oberflächenbehandlungen erweitert.“ Weiter heißt es: „Die Pilotanlage bietet die Möglichkeit, für spezielle Anwendungen mit geringen Mengenanforderungen Versuche mit geringem Durchsatz durchzuführen. Längere Produktionsläufe bei kontinuierlicher Zufuhr mit speziellen Pumpen sind für eine Hochskalierung mit größerem Durchsatz ebenso möglich, um genug Material für Tests zur Qualität des Endprodukts zu produzieren.“

In der Pressemitteilung heißt es zudem: „Die einzigartige Kombination von Nanozellulose, Dünnschichttechnologie, Oberflächenchemie und bereits eingerichteten Produktionsanlagen im Pilotmaßstab repräsentiert die neue Front der biobasierten und nanoverstärkten Materialien für Verpackungen, Reinigung von Wasser und Flüssigkeiten, Textilien und Vliesstoffe sowie für andere anspruchsvolle Anwendungen.“

Das Projekt NanoTextSurf (Nanotextured surfaces for membranes, protective textiles, friction pads and abrasive materials) endet im Oktober 2020. Laut des Informationsblattes auf der CORDIS-Website könnten neben Flüssigkeitsreinigung, Funktionstextilien für schwer entflammbare Stoffe und Gewebe, Reibmaterialien für den Transport und Schleifmitteln auch andere Anwendungen für den Einsatz nanotexturierter Produkte in Betracht gezogen werden. Dazu gehören industrielle Wischtücher, Krankenhaustextilien, Lebensmittelverpackungen und Luftfilter.

Source: CORDIS, Pressemitteilung, 2020-05-07.

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