In Kooperation mit Borealis Polyolefine entwickelten Forschende des Zentrums Wood K plus eine Materialfamilie, die nachwachsenden Rohstoff – beispielsweise Holzpartikel – mit Kunststoff kombiniert. An sich sind WPC (Wood Polymer Composites) keine Neuheit.
Doch die Materialformulierungen des Comet-Programms zeichnen sich, so die Forschenden, durch ihr Design, ihren Gehalt an nachwachsenden Rohstoffen und insbesondere durch ihr herausragendes mechanisches Eigenschaftsprofil aus und heben sich deshalb vom bisherigen Stand der Technik ab. Die Werkstoffe besitzen eine sehr gute Kerbschlagzähigkeit, eine geringe Materialdichte und eine hohe Steifigkeit. Als Kunststoffe lassen sie sich gut verarbeiten.
Die Forschenden kombinierten spezielles Polypropylen mit einer Elastomerkomponente und wählten geeignete Holzpartikel per Versuchsplanung (Design of Experiment, DoE) für eine optimierte Zusammensetzung aus. So konnte die Kerbschlagzähigkeit um 60 Prozent verbessert werden, ohne dass die Biegesteifigkeit signifikant reduziert ist.
Im Projekt wurden sowohl Nadelholz- als auch Laubholzpartikel, Cellulosefaserpulver sowie Partikel aus Pflanzenfasern (Hanf, Flachs, Bambus) verwendet. Die nachwachsenden Rohstoffe ersetzt Füllstoffe wie Talkum oder Glasfasern und sorgen zudem für Designeffekte. Zusätzlich wird durch Verwendung dieser Füllstoffe der Primärenergienedarf zum Herstellen der Composites reduziert. Die Polypropylenekomponenten können auch durch Post-Consumer-Rezyklat PP ersetzt werden, wodurch der Primärenergiebedarf bei der Herstellung der Compoundkomponenten weiter gesenkt werden kann.
Durch das verbesserte Eigenschaftsprofil und die niedrige Materialdichte werden Anwendungen der leichten Werkstoffe in den Bereichen Mobilität, Automobilindustrie und Interior adressiert. Der Firmenpartner konnte mithilfe der entwickelten Mustermaterialien potentielle und interessierte Kunden ansprechen. Das gemeinsame Forschungsprojekt wurde mit Ende 2022 erfolgreich abgeschlossen und das Ziel der Verbesserung des mechanischen Eigenschaftsprofils deutlich erreicht.
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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