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Faszination Technik Mit biobasierten Klebstoffen die Kreislaufwirtschaft stärken

Quelle: Fraunhofer WKI 2 min Lesedauer

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Fraunhofer Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut
Novotechnik Messwertaufnehmer OHG
Ruderer Klebetechnik GmbH
Heraeus AMLOY Technologies GmbH

In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute: biobasierte Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe und biogener Reststoffe.

Das Fraunhofer WKI entwickelt biobasierte Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe und biogener Reststoffe.(Bild: Fraunhofer WKI)
Das Fraunhofer WKI entwickelt biobasierte Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe und biogener Reststoffe.
(Bild: Fraunhofer WKI)

Unzählige Produkte, die uns im Alltag begegnen, werden mit Hilfe von Klebstoffen hergestellt. Ein wichtiges Einsatzgebiet für Klebstoffe ist unter anderem der Leicht- und Hybridbau. Durch geschickte Kombination von Werkstoffen kann Gewicht eingespart werden. Leichte Werkstoffe, Bauteile, gegebenenfalls mit kombinierten Eigenschaften, und Produkte benötigen weniger Transportenergie und oft auch weniger Rohstoffe. Darüber hinaus ermöglichen schaltbare Klebstoffe eine deutliche Verbesserung der Recyclingfähigkeit durch einfache Materialtrennung nach der Nutzungsphase. Klebverbindungen dieser Varianten werden ein- und nach Gebrauch wieder ausgeschaltet, so dass die einzelnen Bauteile sinnvoll wiederverwendet werden können. Aber auch Produkte mit traditionellen Klebfugen lassen sich in vielen Fällen leicht trennen oder wiederverwenden.

Formaldehydfreier Klebstoff auf Basis von Lignin und Zuckeraldehyden

Forschende des Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI entwickeln biobasierte Klebstoffe, also synthetisch hergestellte Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Ein Beispiel dafür ist ein neuartiger formaldehydfreier Klebstoff auf Basis von Lignin und Zuckeraldehyden. In einem anderen Projekt testen die Forschenden, ob sich Humine zum Kleben von Holz eignen. Die verwendeten Humine sind Reststoffe, die bei der Produktion der PET-Alternative Polyethylenfuranoat (PEF) anfallen und derzeit noch keine Anwendung finden.

Buchtipp

Klebtechnik stellt für viele Anwendungen eine zuverlässige Alternative zu anderen Fügeverfahren dar und bietet Potenzial für den Leichtbau. Das Buch "Klebtechnik" gibt Konstrukteuren und Klebstoffanwendern Hilfestellungen für die Konzeption, Konstruktion und Realisierung von Klebungen.

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Die Holzfaserplatte der Zukunft könnte ganz ohne herkömmlichen Klebstoff auskommen. Stattdessen werden in einem neu gestarteten Projekt die natürlichen Bindekräfte des Holzes genutzt: Zuerst werden diese Kräfte von den Forschenden aktiviert und dann fügen sie biobasierte „Präadhäsive“ hinzu. Während des Heißpressens bildet sich der Klebstoff direkt auf der Oberfläche der Holzfasern.

Die Wissenschaftler entwickeln auch biologische Klebstoffe, die auf Pilzen, also lebenden, wachsenden Organismen basieren. Die Forschenden nutzen das organisch wachsende Pilzmyzel als natürliches Bindemittel, um aus pflanzlichen Reststoffen Dämmstoffe herzustellen.

Wiederlösbare Klebverbindung: Holz und Metall schadenfrei voneinander trennen

Mit künstlich hergestellten Klebstoffen, die Prinzipien aus der Natur nachahmen, so genannten bioinspirierten Klebstoffen, finden die Forschenden heraus, ob sich diese als Fügetechnologie für Leichtbauteile im Mobilitätssektor eignen. Der biobasierte schaltbare PU-Flächenklebstoff ermöglicht es, plattenförmige Schichtwerkstoffe aus Holz oder Holz-Metall herzustellen, die erst im weiteren Verlauf der Prozesskette zu 3D-Bauteilen umgeformt werden. Zudem lassen sich durch die wiederlösbare Klebverbindung Holz und Metall nach der Nutzungsdauer sortenrein und schadensfrei voneinander trennen.

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