Multifunktionaler, nachhaltiger und robuster faserverstärkter Verbundwerkstoff auf Basis von Cellulose für in Deutschland hergestellte Gebrauchsgüter; Akronym: CELLUN

Abstract

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Herstellung eines neuen Verbundwerkstoffes komplett aus dem Biopolymer Cellulose sowie die Entwicklung eines Konzepts zum Re-/Downcycling Solcher. Hierfür soll das Verbundwerkstoff in die entsprechenden Faserkomponenten (Regenerat Cellulosefasern als Verstärkungsfasern und die Cellulose Acetatfasern als Matrixfasern) aufgetrennt und der jeweiligen Wiederverwertung zugeführt werden. Hierzu sollen die Cellulose Acetatfasern nach einfacher Behandlung erneut als Rohmaterial im Schmelzspinnprozess zur Endlosfasern verwendet werden. Die Regenerat-Cellulosefasern sollen einerseits für die Verwendung in einem kurzfaserverstärkten Material weiterverwendet werden. Andererseits wird untersucht, inwieweit die Regenerat-Fasern mittels Nassspinnverfahren wieder zu neuen Verstärkungsfasern ausgesponnen werden können. Für die Kreislaufschließung des CELLUN-Verbundwerkstoffs wurde die Lösungsmittelbasierte werkstoffliche Verwertung angewendet. Die Celluloseacetat Fasern konnten aus dem Verbundwerkstoffen mittels Extraktion mit anschließender Kristallisation extrahiert und kristallisiert werden. Das Lösungsmittel konnte dementsprechend nach jedem Kristallisationsprozess erneut verwendet werden. Die Versuche wurden von Gramm- auf Kilogrammmaßstab skaliert. Somit ist die Hochskalierung des gesamten Herstellungs- und Recyclingverfahren des CELLUN-Verbundwerkstoffes geprüft und sichergestellt.