Biobasierte Holzfaser-Verbundwerkstoffe

Durch die effiziente Kombination von Verarbeitungsverfahren und Werkstoff wurden umweltverträgliche bio-basierte Polymer-Verbundwerkstoffe für strukturelle Anwendungen im Automobilbau entwickelt.

Biobasierte Verbundwerkstoffe in Automobilanwendungen entwickeln sich rasant weiter. Sie bieten u.a. ökologische Nachhaltigkeit, Gewichtseinsparung und ökonomische Vorteile. Dennoch werden viele Automobilteile wie z.B. Unterbodenverkleidungen, Radkästen und Komponenten im Motorraum bis heute noch immer aus glas- und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen hergestellt. Diese Grundlagenarbeit untersuchte die Verwendbarkeit von vollständig biobasierten Verbundwerkstoffen aus kurzen Holzfasern in einer Duroplast-, Thermoplast- sowie Hybrid- Matrix für bestimmte Automobilanwendungen. Um dafür die Eigenschaftsanforderungen zu erfüllen, wurde der Verarbeitungs- und Parameterraum erforscht und adäquate Verarbeitungstechniken und Komponentenformulierungen erarbeitet. Durch Rationalisierung von Parametern ergaben sich einfache und wirtschaftliche Verarbeitungswege, und die Eigenschaften des entwickelten Werkstoffes übertrafen sogar Verbundwerkstoffe mit langen Naturfasern, insbesondere in Hinsicht auf Wärmeformbeständigkeit und mechanische Eigenschaften für Automobilanwendungen. Aktuelle Arbeiten fokussieren nun auf die Weiterentwicklung der Chemie des Bioharzes, um den Riss- und Bruchwiderstand der Materialien zu steigern und zähigkeitssteigernde Mechanismen zu verstehen.