Bastfasern sind aufgrund ihres großen Leichtbaupotenzials eine interessante Materialalternative. Sie stammen von einheimischen Pflanzen – Flachs, Hanf und Brennnessel. Und insbesondere Flachs und Hanffasern besitzen nur eine geringe Splitterneigung, die sich beispielsweise bei Verkehrsunfällen positiv auswirkt.

Herausforderung Feuchtigkeitsaufnahme

Aufgrund ihrer hohen Feuchtigkeitsaufnahme wurden Bastfasern bisher nur in begrenztem Umfang in Kunststoffen und dauerhaften Anwendungen eingesetzt. Eines der innovativen Ziele des DuroBast-Projekts ist es daher, die Feuchtigkeitsaufnahme der Fasern durch Modifikation deutlich zu verringern und sie anschließend zu Garnen, Vliesstoffen und Geweben zu verarbeiten.

Um die Stabilität und Wasserbeständigkeit der Fasern zu erhöhen, sollen diese einer Vorbehandlung unterzogen werden. Dazu werden Faserhohlräume und Faserzwischenräume mit einem Thermoplast gefüllt, der die Wasseraufnahme auch an Schadstellen und Schnittkanten der Verbundwerkstoffe verhindert. Mit diesem Ziel vor Augen untersucht und vergleicht das Team die Eigenschaften verschiedener Bastfasern, unterschiedlicher Verfahren und die Wirkungsweise verschiedener Hydrophobierungsmittel.

Das Projekt Durobast

Das Projekt Durobast konzentriert sich auf den Einsatz von Bastfasern für großflächige Verbundbauteile. Dabei sollen Bastfasern zur Herstellung von thermoplastisch verformbaren, naturfaserverstärkten Kunststoffen eingesetzt werden und so die industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe für ein breites Anwendungsspektrum ermöglichen. Ziel ist, die Projektergebnisse in naher Zukunft in konkrete Anwendungen beispielsweise für Türverkleidungen im Automobil-Innenraum, Sportgeräte – Snowboards – und Busbälge für den öffentlichen Nahverkehr zu übertragen.

Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts LBF arbeitet ein interdisziplinäres Forschungskonsortium mit elf Partnern aus Wissenschaft und Industrie an der Entwicklung innovativer biobasierter Werkstoffe. Die Projektpartner Dräxlmaier, Gustav Gerster, Hübner, Institut für Textiltechnik RWTH Aachen, Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe, nova-Institut, Rhenoflex, Snowboardhersteller Silbaerg, Wagenfelder Spinnereien und der Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik (WPT) der TU Dortmund bringen ihre jeweiligen Kompetenzen in allen Bereichen der Wertschöpfungskette ein. Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Um langfristig zu 100 Prozent biobasierte Materialkombinationen zu erreichen, soll auch die Polymermatrix aus biobasierten Kunststoffen bestehen. Dazu sind Modifikationen im Herstellungsprozess notwendig.

Herausforderung Matrix und Faser-Merkmale

Das adaptierte Herstellungsverfahren soll deshalb auch eine verbesserte Bindung der Matrix an die Naturfaserkomponente ermöglichen. Dabei müssen die aus den Fasern gewonnenen Garne, Vliese und Gewebe insbesondere den Anforderungen der vorgesehenen Endanwendungen entsprechen. In diesem Zusammenhang erweisen sich das Bestimmen der optimalen Faserlänge, Faserfeinheit, Faserreinheit, Faserfestigkeit, Spinnverfahren und Faserröstgrad als weitere Herausforderungen. Alle ausgewählten Rohstoffe müssen zudem die Zielkriterien Verarbeitbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit erfüllen.

Regionalität für Rohstoffsicherheit

Ein weiterer Schwerpunkt des DuroBast-Projekts ist das Unterstützen der regionalen und nationalen Land- und Forstwirtschaft sowie ihrer vor- und nachgelagerten Bereiche. Das Projektteam konzentriert sich daher ausschließlich auf Bastfasern, die in der DACH-Region angebaut werden können. Neben Flachs bestätigen erste Untersuchungen vor allem die Vorteile der Hanfpflanze. Ihre klimatischen Voraussetzungen ermöglichen einen erfolgreichen nationalen Anbau und bieten damit Versorgungssicherheit in Zeiten einer unsicheren globalen Logistiksituation.

Aufgrund seines günstigen Preises im Vergleich zu Flachsfasern weist Hanf zudem vielversprechende wirtschaftliche Eigenschaften auf und ermöglicht die Verwertung der gesamten Pflanze, unter anderem im Rahmen von medizinischen und lebensmitteltechnischen Anwendungen wie Hanfsamen.

Hanf bietet darüber hinaus viele positive Eigenschaften aus ökologischer Sicht, da er beim Anbau CO2 in großen Mengen einlagert. Der Einsatz von Hanffasern in faserverstärkten Kunststoffen kann somit den Anteil fossiler Kunststoffkomponenten reduzieren, indem diese durch erneuerbare Alternativen ersetzt werden. Erste Versuche zur Herstellung von Hanf-Polypropylen-Organoblechen lieferten vielversprechende Ergebnisse. Diese faserverstärkten Thermoplaste überzeugen durch Festigkeit und Leichtigkeit und lassen sich ebenso einfach verarbeiten wie herkömmliche Blechbauteile.

Bild oben: Flachs-Webmaschine (Quelle: Wagenfelder Spinnereien)


Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung

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