Entwicklung eines Herstellungsprozesses für neuartige cellulosebasierte Composite zur Spritzgießverarbeitung (CeCo)

In diesem Projekt wurde ein Herstellungsprozess für cellulosebasierte Composites zur Spritzgießverarbeitung entwickelt. Faserstoffe aus Miscanthus wurden in einem zweistufigen Extrusionsprozess aufgeschlossen, modifiziert und zur Verbundherstellung mit Cellulose-estern compoundiert. Als Matrices wurden Celluloseacetat (CA) und Celluloseacetatbutyrat (CAB) eingesetzt. Als Referenzmatrices wurden die drop-in Biopolymere Bio-PP und Bio-PE genutzt. Durch Untersuchungen von Varianten mit verschiedenen Fasermodifikationen, Zusammensetzungen und Prozessparametern wurden die Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ermittelt. Werkstoffmechanische Untersuchungen zeigten, dass die Eigenschaften der Miscathus-Celluloseacetat-Formmassen auf dem Niveau glasfaserverstärkter Polypropylene liegen können. An einer Demonstratorstruktur wurde gezeigt, dass auch technisch anspruchsvolle Bauteile mit dem neuartigen Werkstoff realisierbar sind. Die erarbeiteten Ergebnisse bieten die Grundlage für eine Umsetzung in den industriellen Maßstab und für weitere Forschungsarbeiten. 

Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 08/19 bis 04/22 an der Technische Universität Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen (01062 Dresden, Tel. 0351 46338140) unter der Leitung von Dr.-Ing. Robert Kupfer (Leiter der Forschungseinrichtung Prof. Dr. rer. nat. Hubert Jäger) und der Papiertechnischen Stiftung, PTS, Heidenau (Pirnaer Straße 37, 01809 Heidenau, Tel 03529 5516-0) unter der Leitung von Dr.-Ing. Alexander Feldner (Leiter der Forschungseinrichtung Dr. Thorsten Voß).