Ученые разрабатывают волокнистый композит из биополимеров для производства промышленных формованных деталей.
Совместно с партнерами по проекту CG TEC, Cordenka, ElringKlinger, Fiber Engineering и Technikum Laubholz DITF разрабатывает новый волокнистый композитный материал (CELLUN) с армирующими волокнами из целлюлозы. CELLUN, изготовленный из возобновляемых биополимеров, позволяет заменить стекло или углеродное волокно при производстве промышленных формованных деталей. Матрица материала представляет собой термопластичное производное целлюлозы, которое можно перерабатывать промышленными способами, такими как горячее прессование или пултрузия.
Органолисты все чаще используются в быстрорастущем сегменте легких волокнистых композитных конструкций. Органолисты представляют собой предварительно уплотненные листовые полуфабрикаты с матрицей из термопластов и различными армирующими волокнами в самых разнообразных текстильных рисунках. Термопластичная матрица позволяет перерабатывать органолисты с использованием общепринятых в отрасли «быстрых» процессов, таких как горячее прессование, термоформование, литье под давлением со вставками из органолистов или пултрузия. Эти процессы позволяют производить легко перерабатываемые высокофункциональные компоненты с воспроизводимым качеством.
Текстильное армирование органолистов состоит в основном из стеклянных, углеродных, базальтовых или арамидных волокон. Эти волокна обладают высокой жесткостью и прочностью на растяжение, но их производство и переработка требуют больших затрат энергии, и их можно перерабатывать только во все более низкокачественном состоянии.
Напротив, композит CELLUN, разработанный в DITF, является гораздо более устойчивой альтернативой. Для производства CELLUN армирующий компонент комбинируется из негорючих целлюлозных волокон, а также термопластичных дериватизированных целлюлозных волокон в качестве матрицы для формирования гибридной ровницы. Используемые целлюлозные армирующие волокна представляют собой регенерированные волокна компании Cordenka и целлюлозные волокна HighPerCell, разработанные в DITF.
В настоящее время CELLUN дорабатывается до промышленной зрелости. Задачи DITF в совместном проекте CELLUN заключаются, прежде всего, в производстве подходящих армирующих волокон на основе целлюлозы и встраивании волокон в матрицу из термопластичных производных целлюлозы . Материал далее перерабатывается на собственных пилотных заводах в технические гибридные ровницы и гибридные ткани. Используя процессы пултрузии и термоформования или литья под давлением, наконец, могут быть изготовлены формованные детали, которые иллюстрируют возможности технического применения нового материала.
В дальнейшем ходе проекта основное внимание будет уделено полной переработке материала CELLUN после окончания срока службы (EOL). Для этой цели изучаются два различных подхода. С одной стороны, формованные детали CELLUN можно термически изменить без потери качества. Второй возможный подход заключается в повторном химическом разделении материала CELLUN на отдельные компоненты. Затем их можно снова использовать на 100% в качестве новых исходных материалов.
Новые материалы CELLUN обеспечат реальное преимущество на рынке технических полуфабрикатов в качестве экологически чистой, ресурсосберегающей и экономичной альтернативы известным композитам в легком строительстве и автомобилестроении. Используя возобновляемые биополимеры, CELLUN внесет значительный вклад в защиту окружающей среды и климата: с одной стороны, можно заменить обычные пластмассы на основе сырой нефти, а с другой стороны, армирующие и матричные волокна CELLUN можно производить с минимальными затратами энергии . вклад и из природного сырья.
