Faserverbundwerkstoffe, die aus biobasierten Rohstoffen bestehen, sind in der Industrie zunehmend gefragt. Sie sollen Werkstoffe ersetzen, die bislang auf Glas- oder Carbonfasern oder auch auf Basalt- oder Aramidfasern basieren. Das Ziel dabei sind nachhaltigere Produkte, denn die bisherigen Optionen sind sowohl in Herstellung als auch Recycling sehr energieintensiv. Gleichzeitig soll die Nachhaltigkeit nicht auf Kosten von Verarbeitbarkeit oder Materialeigenschaften gehen. Eine Forschungskooperation um die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) hat nun mit CELLUN einen entsprechenden Faserverbundwerkstoff vorgestellt.

Mit etablierten Verfahren weiterverarbeiten

Die Industrie verarbeitet im Leichtbau bevorzugt sogenannte Organosheets. Das sind Platten-Halbzeuge aus thermoplastischen Kunststoffen und Verstärkungsfasern. Sie lassen sich mit etablierten Verfahren wie Heißpressen, Thermoformen, Spritzgießen oder Pultrosion zu Formteilen weiterverarbeiten. So erzeugte Bauteile besitzen eine gleichförmige Qualität und lassen sich gut recyceln.

Auch aus CELLUN lassen sich Organosheets herstellen. Der Verbundwerkstoff besteht aus nicht schmelzbaren Cellulosefasern sowie thermoplastischen Derivaten von Cellulosefasern, die mit Regeneratfasern und von den DITF entwickelten HighPerCell-Cellulosefasern verstärkt werden.

Auf dem Weg zur industriellen Reife

CELLUN soll nun zur industriellen Reife weiterentwickelt und für ein späteres Recycling optimiert werden. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Verbundvorhaben. Die Forschenden wollen besonders geeignete Verstärkungsfasern finden und in die Matrix aus Cellulose und thermoplastischen Cellulose-Derivaten einbinden. Schließlich sollen daraus zur Demonstration mehrere Formteile in unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden.

Vollständige Kreislaufführung als Ziel

Besonders wichtig ist den Projektbeteiligten jedoch die Kreislaufführung. CELLUN soll vollständig recycelt werden können. Dabei verfolgt das Team zwei mögliche Ansätze: Die Formteile könnten ohne Qualitätsverlust thermisch umgeformt werden. Oder das Material könnte chemisch in seine einzelnen Komponenten aufgetrennt werden, die dann erneut als Rohstoffe nutzbar wären.

Die DITF versprechen sich am Ende einen kostengünstigen, ressourcenschonenden sowie Klima- und umweltfreundlichen Verbundwerkstoff für den Leichtbau- und Automobilsektor.

bl