Dreidimensionale, hochfeste Formkörper aus Regeneratcellulose; Akronym: VisForm; Entwicklung eines neuartigen Herstellungsverfahrens für geometrisch definierte Cellulosewerkstoffe

Abstract

Im Vorhaben wurde ein neuartiges Verfahren zur Herstellung geometrisch definierter Formkörper aus Regeneratcellulose entwickelt. Als Ausgangssysteme dienten Viskoselösungen, wie sie in der industriellen Faser- und Folienproduktion Einsatz finden. Alternativ dazu wurden Untersuchungen an Cellulosecarbamatlösungen durchgeführt. Zentrale Arbeitsschwerpunkte waren die systematische Untersuchung und Optimierung des Vergelungsprozesses sowie die Auswahl geeigneter Regenerationsregime zur Erzeugung kompakter und reproduzierbarer Werkstücke aus hochgequollener Cellulose. Dabei wurden der Einfluss verfahrenstechnischer Parameter auf Gelstruktur, Formstabilität und Schrumpfverhalten entlang der gesamten Prozesskette detailliert analysiert. Ergänzend erfolgte die strukturmechanische Charakterisierung der Formkörper, um maßgebliche Struktur-Eigenschafts-Korrelationen zu identifizieren. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern wesentliche Grundlagen für die zukünftige Entwicklung präzise formbarer, biobasierter Cellulosewerkstoffe.

In this project, a novel process for producing geometrically defined shaped bodies made from regenerated cellulose was developed. Viscose and cellulose carbamate solutions, as commonly used in industrial fiber and film production, served as the starting systems. The work focused on the systematic investigation and optimization of the gelation process as well as the identification of suitable regeneration regimes to produce compact and reproducible components from highly swollen cellulose. The influence of process parameters on gel structure, dimensional stability, and shrinkage behavior along the entire process chain was analyzed in detail. In addition, the structural–mechanical properties of the shaped bodies were characterized to identify key structure–property relationships. The resulting insights provide an important foundation for future developments in precisely formable, bio-based cellulose materials.