Die Situation
Biobasierte Composite bestehen aus einer thermo- oder duroplastischen, biobasierten Matrix, die mit einer Naturfaser verstärkt ist. Momentan werden diese Composites entwickelt, indem die Fossil-basierten Fasern und Matrices gegen biobasierte Materialien getauscht werden. Die fertigen Produkte erfüllen jedoch häufig noch nicht die technischen Anforderungen. Oft sind auch die Produktionskosten zu hoch. Daher werden sie meist abgelehnt.
Das Projekt
Mit der Herstellungsmethode System4Green für Composites können existierende Produkte bis zu 100 Prozent aus erneuerbaren Materialien hergestellt werden. Teilweise besitzen die erneuerbaren Materialien bessere Eigenschaften als die konventionellen Komposite.
Anforderungen an die Produkte sind in der Regel:
- Brandhemmende Eigenschaften
- Widerstandsfähigkeit trotz besonders hoher oder auch niedriger Temperaturen, genauso wie gegen Wasser
- Anti-Schimmeleigenschaften
Diese Eigenschaften, aber auch Defizite der neuen Materialien können durch geeignete Additive erreicht werden.
System4Green wurde an zwei Referenzprodukten getestet:
- eine automobile Türinnenverkleidung - Material: ein biodegradierbares thermoplastisches Komposit aus Naturfasern und PLA (Polylactid - Milchsäure-basierter Biokunststoff)
- das Kernmaterial für eine Leichtgewicht-Sandwichplatte - Material: ein biobasiertes duroplastisches Composite aus Naturfasern und Furanharz (basiert auf Cellulose, Maiskolben oder auch Zuckerrüben)
Es stellte sich heraus, dass die Umwelteigenschaften des traditionellen Composites aus Naturfasern und Polypropylen aufgrund des hohen Energiebedarfs der PLA-Produktion besser sind als die des biobasierten Composites mit PLA. Das biobasierte duroplastische Komposit mit Furanharz wies jedoch die besten Umwelteigenschaften auf.
Der Nutzen für den Mittelstand
Die Produktionskosten der biobasierten Composite sind ca. 1,7 % - 2 % geringer als die der konventionellen Referenzprodukte. Die System4Green-Methode ist geeignet um existierende Produkte systematisch durch biobasierte Produkte zu ersetzen. Um die Materialentwicklung in Zukunft effizienter zu gestalten, wurde die Methode weiterentwickelt und um eine datenbankbasierte Auswahl der Materialien ergänzt.
Ansprechpartner
Frederik Cloppenburg
frederik.cloppenburg@ita.rwth-aachen.de
+49 241 80 24714
Fördergeber
Industrial Collective Research (Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Nr. 139 EN