Hochgefüllte PE-Ligninblends für den Bau-/Außenbereich
Lignin ist eines der am häufigsten vorkommenden Rohstoffe und wird bei der Zellstoffherstellung als Nebenprodukt gewonnen. Trotz dessen wird es größtenteils energetisch verwertet und nur in geringem Maße stofflich genutzt. Eingebunden in den Kontext des übergeordneten Verbundprojekts „Beständigkeit von Biokunststoffen und Bioverbundwerkstoffen“, fokussiert sich dieses Teilprojekt auf die Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit hochgefüllter biobasierter Polyolefin(PO)-Ligninblends, insbesondere für Anwendungen im Außenbereich, wie bspw. dem Tief- oder Rohrleitungsbau. Hierzu wird zum einen der Einfluss des Lignins hinsichtlich seines Typs und Anteils im kompatibilisierten Matrixmaterial auf die Beständigkeit und zum anderen die Wirkung von Umwelteinflüssen auf das Blendsystem untersucht. Neben der Analyse einzelner Umwelteinflüsse wie der Umgebungstemperatur, UV-Strahlung und Wasseraufnahme, wird ebenfalls deren Kombination mittels Klimakammer in Hinsicht auf Materialänderungen mittels anschließender mechanischer, supramolekularer und chemischer Charakterisierung systematisch geprüft und die Ergebnisse miteinander korreliert. Die ermittelten Daten werden in eine innerhalb des Gesamtvorhabens generierte Datenbank eingepflegt, um vorbereitend für den Einsatz nachhaltiger Materialien begleitend zur Verfügung zu stehen. Zur Integrierung und Erhöhung der Verwendung von ligninbasierten Materialien für Außenanwendungen, wird ein PO-Lignin-Stabilisator-Blendsystem entwickelt, welches eine, im Vergleich zum PO-Ligninblend, erhöhte Witterungsbeständigkeit für langlebige Applikationen im Baubereich aufweist. Neben dem Einsatz eines Stabilisators, besteht die Möglichkeit einer Elektronenstrahlbehandlung der Ligninblends, um Vernetzungsreaktionen zu initiieren, welche zur Erhöhung der Beständigkeit dienen. Die Ergebnisse werden mit einem kommerziellen petrobasierten polyolefinischem Rohrmaterial als Referenz verglichen, um die Eignung der entwickelten Ligninblends innerhalb des herkömmlichen Eigenschaftsprofils feststellen zu können und bestenfalls eine mögliche Substitution kommerzieller erdölbasierter Materialien durchbiobasierte Ligninblends aufzuzeigen.
Das Teilprojekt wird durch folgende Partner unterstützt: Dietzel GmbH, UPM GmbH, Scheplast GmbH