CarboWood

Innovatives und kostengünstiges Compound von Holzspänen und Kunststoff für die Produktion von höchstwertigem WPC (Wood-Polymer-Composite) bei erheblicher Verbesserung der Produkteigenschaften. Funktionalisierung mit Carbon Nanotubes schafft elektrische und thermische Leitfähigkeit.

In Zeiten immer knapper werdender fossiler Ressourcen und dem Bestreben konsequenten Umweltschutz umzusetzen, müssen neue Bio-Werkstoffe generiert oder bestehende optimiert werden.

Wood-Polymer-Composites (WPC) stellen Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe dar, die mittels eines Holzanteils von 30 – 60% den entsprechend teuren und fossilen Kunststoffanteil substituieren. Holzspäne sind im Vergleich zu anderen Füllstoffen äußerst kostengünstig und in großen Mengen als industrielle Abfälle zu beziehen.

Die große Herausforderung besteht darin WPCs mit einem größeren Füllstoffanteil (ab 80% Holzanteil) darstellen und als industriellen Konstruktionswerkstoff anbieten zu können. Erschwert wird dies durch die kontrahären Eigenschaften des Holzes im Werkstoffverbund. So ist die Neigung zur Wasseraufnahme und der damit verbundene Mangel an Dimensionsstabilität ein Problem. Hieraus resultieren Verschlechterungen der mechanischen Eigenschaften und gar Degradation der Fasern.

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Abhilfe schafft hier das Direct-Compounding-Verfahren mittels hochkinetischer mechanischer Verfahrenstechnik, welches eine hochdispergierte und gleichmäßige Materialverteilung des Werkstoffverbundes einstellt. Durch eine solch feine Verteilung versiegelt man die Holzfasern durch den Kunststoff und schütz den Werkstoffverbund effektiv vor Wasseraufnahme, wobei zusätzlich mechanischen Kennwerte, wie z. B. Festigkeit und E-Modul, aufgrund des höheren Faseranteils stark ansteigen. Zudem stellt man isotrope Werkstoffeigenschaften ein und Schütz effektiv vor Pilz oder Bakterienbefall.

Weiterhin ist ein mechanisches Legieren von anderen funktionalisierenden Hilfsstoffen, wie z. B. Nanosilber (antifauling) und Pigmenten, problemlos möglich. Eine solche Verfahrenstechnik spart zusätzlich eine – sonst übliche – energieaufwändige Granulierung, so dass bspw. feinste Kavitäten im Spritzgießverfahren gefüllt werden können.

CarboWood® stellt eine spezielle Variante von WPCs dar, die durch die Nutzung von Carbon Nanotubes (CNTs) funktionalisiert werden, wodurch sich außergewöhnliche mechano-thermo-elektrische Produkteigenschaften ergeben. CNTs (zu Deutsch: „Kohlenstoffnanoröhrchen“) weisen eine enorm hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit auf, die selbst derer von Metallen erheblich überlegen ist. Um eine solche Leitfähigkeiten in Verbundwerkstoffen gewährleisten zu können, bedarf es eben dieser feinen Dispergierung und homogenen Materialverteilung. Somit lassen sich durch diese neuen Funktionalitäten neue Anwendungsfelder öffnen.