Holzpartikel und Cellolosefasern
Der Status von Holz in Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren.
Eine generelle Perspektive
In den kommenden Jahren werden Industrien in Europa und auf der ganzen Welt darum kämpfen, ihren CO2-Fußabdruck für ihre Produkte und Dienstleistungen zu reduzieren. Manchmal handelt es sich dabei um ein Imageproblem, das durch Trends wie die Reduzierung des Plastikverbrauchs befeuert wird. Aber nicht zuletzt ist es auch eine gesetzliche Anforderung, da die Europäische Union im Jahr 2022 die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) verabschiedet hat. Für Unternehmen in der EU oder aktiv in der EU mit einer Bilanzsumme von> 20 Mio., einem Nettoumsatz von> 40 Mio. und mehr als 250 Mitarbeitern bedeutet dies, den CSRD-Anforderungen zum frühestmöglichen Zeitpunkt ab 2024 oder spätestens ab dem 1. Januar 2028 zu entsprechen. Das Datum für diese Compliance hängt von der Größe und dem Aufbau der jeweiligen Einrichtung ab.
Angesichts dieser Situation stellen Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPC) einen soliden Weg dar, um den Einsatz von biobasierten Materialien zu erhöhen und den produktbezogenen CO2-Fußabdruck zu reduzieren, wie im Artikel Plant-based fibers in plastics ausgeführt. Darüber hinaus ebnet es den Weg für das Upcycling von minderwertigen Holznebenströmen wie Sägemehl.
Die Vorteile von Kunststoffen und Elastomeren Daten zu Gummiformeln
In bisherigen Artikeln haben wir die Vorteile von Holzpartikeln in Thermoplasten und Duroplasten dargestellt. Kurz gesagt, bietet feines Holzpulver leichte Füllung, angenehmes Aussehen und haptisches Gefühl, sowie Feinabstimmung der mechanischen Eigenschaften und Dimensionsstabilität. Die Erweiterung des Blickwinkels von Duroplasten und Thermoplasten auf Elastomere & Gummi, die Verwendung von Holzpartikeln und Cellolosefasern bietet zusätzliche Vorteile.
Erstens liegt der Anteil an natürlich gewonnenem Gummi weltweit unter 50%, mit der Integration von recyceltem Holz und Celloloseprodukten in Gummiformulierungen werden kleine Schritte in Richtung bio-basierter Materialien unternommen.
Zweitens können Holz und Cellolose verschiedene mechanische Eigenschaften in Gummiformulierungen beeinflussen. Unser Partner DKSH Thailand führte einige Versuche mit der Prince of Songkla University durch, bei denen JRS Holzpartikel und Cellolosefasern verwendet wurden. Die folgenden Daten zeigen die grundlegenden Trends des Einflusses von Holzpartikeln und Cellolosefasern:
Die Versuchsformulierungen basieren auf Naturkautschuk mit einer steigenden Menge an Holz-/Cellolosefüller von 0 bis 70 phr zusammen mit grundlegenden Additiven für Vulkanisation und Dispersion. Es ist klar, dass die Zugabe feiner, polarer Partikel wie Holz und Cellolose den Gummi weniger flexibel, aber härter und steifer macht. Wenn man die Partikelstruktur und das Material genauer betrachtet, werden einige Unterschiede offensichtlich:
C-100 und E-140 sind feine Holzpulver mit durchschnittlichen Partikelgrößen von 100 µm bzw. 80 µm. FD-600-30 ist ein recycelter Cellolosegrad mit durchschnittlich 45 µm großen Partikeln. Die Grafiken zeigen, dass die feine Cellolose einen besseren Kompromiss zwischen härterem Gummi und dem Verlust von Flexibilität und Zugfestigkeit bietet. Dies könnte durch den vergleichsweise hydrophoben Lignin-Gehalt in Holzpartikeln verursacht werden, der eine bessere Interaktion zwischen ihnen und der Gummimatrix bewirkt und somit die Beweglichkeit der Partikel verringert. Eine andere Idee ist, dass hier die Partikelgröße dominiert, was bedeutet, dass der deutlich kleinere FD-600-30 mobiler ist, aber dennoch die Härte der Cellolose der Gummisubstanz hinzufügt.
Natürlich muss diese Daten sorgfältig untersucht werden, da der Grad der Wechselwirkung der Gummimatrix mit polarischen pflanzlichen Füllstoffen auch von Kopplungsmitteln, Dispersion und nachfolgenden Verarbeitungsschritten abhängt.
Im günstigen Fall haben Sie einige Ideen zur Diskussion, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.
