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Förderung nachhaltiger Entwicklung mit fortschrittlichen Bioverbundwerkstoffen

Ein EU-finanziertes Projekt demonstriert das Potenzial von Anwendungen nachhaltiger Bioverbundwerkstoffe in der Luft- und Raumfahrtindustrie, dem Akustik- sowie dem Automobilsektor.

Klimawandel und Umwelt
Industrielle Technologien

Auf dem Weg hin zu einer CO2-neutralen Wirtschaft sind Unternehmen und Verbrauchende zunehmend auf der Suche nach umweltfreundlichen Produkten. Für die Entwicklung solcher Produkte greifen die Hersteller nun unweigerlich zu Natur- und Holzfasern sowie Biopolymeren. Die aus der Kombination dieser Fasern und Polymere entstehenden Bioverbundwerkstoffe sind leicht, langlebig und kostengünstig. Der Hauptvorteil dieser Verbundwerkstoffe ist jedoch ihre sich aus dem äußerst kleinen CO2-Fußabdruck ergebende Nachhaltigkeit. Das EU-finanzierte Projekt SSUCHY (Sustainable structural and multifunctional biocomposites from hybrid natural fibres and bio-based polymers) trägt zur Verwirklichung der europäischen Ziele für nachhaltige Entwicklung bei. Dazu werden multifunktionale recycelbare und/oder biologisch abbaubare Bioverbundwerkstoffe aus Hanf und Holzrohstoffen entwickelt. Ziel des Projekts ist die Schaffung und Demonstration einer vollständigen Wertschöpfungskette – vom Feld bis zum Endprodukt – für Anwendungen in den Bereichen Automobil, Luft- und Raumfahrt, Akustik und Elektronik.

Fortschritte bei Biopolymeren und Hanffaserverstärkungen

Drei Jahre nach Beginn des vierjährigen Projekts haben die Forschenden von SSUCHY wichtige Fortschritte bei der Biopolymertechnologie erzielt. In einer auf der Website „Open Access Government“ veröffentlichten Meldung heißt es: „Die angewandte Forschung zu Biopolymeren umfasst die Umwandlung von nicht vollständig genutzten Holzfraktionen (wie der Rinde) in Bausteine für duroplastische und thermoplastische Polymere. Bisher ist die Forschung zu duroplastischen Polymeren am weitesten vorangeschritten und das Projektteam arbeitet derzeit an einer Lösung für die Produktionssteigerung einiger Monomerkandidaten“. Eine weitere bedeutende Errungenschaft ist die Entwicklung neuartiger Härtungsverfahren, die in einem wasserunempfindlichen Duromersystem resultierte, für das keine getrockneten Pflanzenfasern verwendet werden müssen. Im Bereich der Verstärkung von Hanffasergewebe verzeichnet das Projekt bedeutende Fortschritte bei der Kultivierung sowie primären und sekundären Verarbeitungsschritten für die Herstellung qualitativ hochwertiger Stoffe für strukturelle Anwendungen.

Anwendungsbereiche für Bioverbundwerkstoffe

Durch die Arbeit von SSUCHY an Bioverbundwerkstoffen wurden einige der für die vier industriellen Demonstratoren angewendeten Materialien entwickelt. Die Prototypen demonstrierten, wie Bioverbundwerkstoffe ihre Konkurrenzprodukte aus fossilen Rohstoffen bei bestehenden Industrieanwendungen ersetzen können. Bis zum Ende des Projekts im August 2021 werden alle Demonstrationsprototypen Hanfgewebeverstärkungen einsetzen. Die Forschenden des Projekts haben bereits ihren ersten Prototyp eines umweltfreundlichen Lautsprechersystems und eines Instrumentenbretts fertiggestellt. Laut einer kürzlich auf der Website von SSUCHY veröffentlichten Pressemitteilung gehört das Hochleistungslautsprechersystem dem Projektpartner Wilson Benesch und „ist der erste biobasierte Spitzenlautsprecher seiner Art mit konkreten Marktmöglichkeiten.“ Der Demonstrator besteht aus einem umweltverträglichen Sandwichwerkstoff aus einem Mix aus Hanfgewebe und einem Schaum aus recyceltem Polyethylenterephthalat. Der Kern des Instrumentenbretts für Elektroflugzeuge, das von den Projektpartnern, dem Bristol Composites Institute (Universität Bristol) und der Organisation European Aerospace Design Consultants (EADCO), entworfen wurde, besteht aus einer Kombination eines Epoxid-Lein-Verbundwerkstoffs mit einem für die Luft- und Raumfahrt geeigneten Schaum. „Unseres Wissens nach ist der Instrumentenbrettdemonstrator von SSUCHY derzeit das einzige biobasierte Strukturbauteil für Cockpits, dessen Leistung die Anforderungen der Bestimmungen der EASA [Europäische Agentur für Flugsicherheit] und insbesondere die sehr strengen Luftfahrzeugspezifikationen und Zertifizierungsvorschriften erfüllt“, heißt es in der Pressemitteilung. Bei den zwei weiteren in der Entwicklung befindlichen Demonstratoren handelt es sich um einen biobasierten Rahmen eines Elektrorollers in Monocoque-Bauweise und einen tragfähigen Kofferraumboden für Fahrzeuge, die jeweils von den Projektpartnern NPSP und Trèves (CERA) entworfen wurden. Im letzten Jahr des Projekts SSUCHY werden die Fertigung und die Prüfung der Produktdemonstratoren abgeschlossen. Des Weiteren möchte sich das Projektteam an weiteren Initiativen zu Bioverbundwerkstoffen am Ende der Lebensdauer beteiligen. Das Team wird außerdem an einem Sommerkursprogramm teilnehmen und Masterstudierenden sowie Promovierenden die neuesten Fortschritte der Naturfasertechnologien vermitteln. Weitere Informationen: SSUCHY-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

SSUCHY, Bioverbundwerkstoff, Polymer, Hanf, Faser