Hitzebeständiger Cellulose-Biokunststoff

Das neue Material, das in Zusammenarbeit zweier japanischer Universitäten entwickelt wurde, ist vollständig biologisch und weist unter den Biokunststoffen die höchste Beständigkeit gegen sehr hohe Temperaturen auf

Die Industrie weltweit bewegt sich immer stärker in Richtung einer ökologischen Philosophie. Das Ziel, das auch durch internationale Abkommen festgelegt ist, lautet, den Einsatz fossiler Brennstoffe bis 2050 auf null zu senken zugunsten erneuerbarer und ökologischer Quellen. Ein großer Teil davon betrifft unmittelbar die Herstellung von Kunststoffen, deren Grundbestandteile aus Produkten der Erdölraffination stammen. Mehrere Biokunststoffe werden bereits verwendet, weisen aber Mängel bei den physikalischen und chemischen Eigenschaften auf. Einer davon ist die geringe Beständigkeit gegen Hitze und Flammen. Das schränkt ihren möglichen Einsatz in großem Maßstab und ihre Verbreitung stark ein.

Ein japanisches Forschungsteam, dem Forscher der Universität Tokio und des Japan Advanced Institute of Science and Technology angehören, stellte einen sehr interessanten Biokunststoff vor. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Advanced Sustainable System veröffentlicht. Der Biokunststoff wird aus einer Biomasse auf Cellulosebasis hergestellt, derselben, die weithin zur Gewinnung von Papier und Karton verwendet wird. Die Hauptbestandteile sind Cellulose, Hemicellulose und Lignin, drei natürliche Polymere, die 90 % des Materials ausmachen, aus dem Holz besteht.

Die Forscher nutzten zwei besondere aromatische Moleküle, um die verschiedenen Cellulosekettten miteinander zu verbinden, und ahmten damit gewissermaßen den Vulkanisierungsprozess von Reifenkunststoff nach. Das Ergebnis ist ein Biokunststoff, der Temperaturen bis zu 740 °C standhält, ein Ergebnis, das nie zuvor erreicht wurde. Der Biokunststoff hat eine geringe Dichte, vergleichbar mit der von Kevlar, Kapton und Zylon. Die beiden Eigenschaften machen das neue Polymer geeignet, viele Bauteile in komplexen, gewichtsempfindlichen Systemen zu ersetzen, etwa Motoren für elektrische Maschinen. Biokunststoffe können auch als hitzebeständige Isolierung für leistungsstarke elektrische Geräte verwendet werden. Die Entdeckung öffnet die Tür zu einer neuen wissenschaftlichen Ära für Leichtbaumaterialien und zu einer nachhaltigeren Gesellschaft.

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