{"id":25448,"date":"2020-09-10T00:01:58","date_gmt":"2020-09-09T22:01:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=25448"},"modified":"2020-09-09T12:36:46","modified_gmt":"2020-09-09T10:36:46","slug":"biologisch-abbaubarer-kunststoff-auf-holzbasis-100920201","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/biologisch-abbaubarer-kunststoff-auf-holzbasis-100920201\/","title":{"rendered":"Biologisch abbaubarer Kunststoff auf Holzbasis"},"content":{"rendered":"

Ein Forscherteam der Abteilung f\u00fcr forstliche Biomaterialien der Universit\u00e4t Freiburg (UCF) hat ein neuartiges und umweltfreundliches 3D-Druckmaterial auf Holzbasis entwickelt. Genauer gesagt entwickelten sie ein biosynthetisches Polyme<\/a>r durch die Kombination von Lignin mit <\/span>Hydroxypropylcellulose<\/span>. Lignin ist ein Biopolymer, das in die pflanzliche Zellwand eingelagert ist und bewirkt, dass die Pflanzenzelle verholzt. Pflanzen produzieren dieses endlos, um sich vor Raubtieren zu sch\u00fctzen, so dass das neue Druckmaterial nachhaltig ist. Hydroxypropylcellulose <\/span>ist eine organisch-chemische Verbindung, die sich von der nat\u00fcrlichen Cellulose in der Art ableitet, dass eine, zwei oder alle drei der <\/span>Hydroxy-Gruppen<\/span> der Glucose-Einheiten mit Hydroxypropyl-Gruppen verethert sind. Somit ist es ein Stoffgemisch verschieden langer Molek\u00fcle und unterschiedlichem Substitutionsgrad. Letztere bestimmt ma\u00dfgeblich die Eigenschaften.<\/span><\/p>\n

Der Beginn der Forschungen<\/span><\/h3>\n

Da die Entwicklung von nachhaltigen Materialien<\/a> immer mehr an Bedeutung dazu gewinnt, begannen die Forscher\u00a0 unter der Leitung von <\/span>Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie<\/span> Anfang des Jahres damit <\/span>Hydroxypropylcellulose mit <\/span>Organosolv-Lignin zu kombinieren. Die Zugabe von Lignin zeigte Wirkung, da dadurch die Verbesserung der Stabilit\u00e4t und die Herstellung von starken, hochorientierten, duktilen Filmen durch Schergiessen erm\u00f6glicht worden. Nachher haben die Forscher herausgefunden, dass die chemische Vernetzung die Integrit\u00e4t der Lignin-Hydroxypropylcellulose-Mischung verst\u00e4rkte und ihre Nachteile bei der Wasserl\u00f6slichkeit verbesserte. Dies geschah jedoch auf Kosten ihrer Umweltfreundlichkeit. Infolgedessen blieb die Herausforderung ein nachhaltiges Material<\/a> zu entwickeln weiterhin bestehen.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"Holzbasis\"

Die Zugabe von Lignin f\u00fchrte dazu, dass die Biopolymermischung weniger l\u00f6slich oder quellungsanf\u00e4llig wurde. I Bildnachweis: ACS Applied Bio Materials.<\/p><\/div>\n

Die Entwicklung des 3D-Druckmaterials auf Holzbasis<\/span><\/h3>\n

F\u00fcr die Herstellung des neuartigen Polymers auf Holzbasis wurden <\/span>Hydroxypropylcellulose und <\/span>Organosolv-Lignin einzeln in Essigs\u00e4ure aufgel\u00f6st und danach zwei Tage im Dunkeln gelagert. Danach wurden die L\u00f6sungen gemischt mit einem Verh\u00e4ltnis von 4:1 (<\/span>Hydroxypropylcellulose:<\/span>Organosolv-Lignin) und f\u00fcr weitere f\u00fcnf Tage gelagert. Nach der Hinzugabe von den Vernetzungsmitteln und Glycerin-Zitronens\u00e4ure, wurde alles gemischt und zentrifugiert. So entstand das Polymer auf Holzbasis. Es zeigte sich, dass Materialien, die h\u00f6here Ligninanteile enthielten, eine geringere Konformit\u00e4t aufwiesen, was der Stabilit\u00e4t nach dem Druckvorgang f\u00f6rderlicher war. Infolgedessen hatte sich Lignin, das weltweit am zweith\u00e4ufigsten vorkommende Biopolymer, als Schl\u00fcsselbestandteil f\u00fcr die Herstellung brauchbarer und nachhaltiger Fl\u00fcssigkristallpolymer\u00a0 erwiesen. Fl\u00fcssigkristallpolymere sind temperaturbest\u00e4ndig, bruchfest und haben eine geringe Schmelzw\u00e4rme. Allerdings ist zu beachten, dass das Lignin der Forscher aus Buchen gewonnen wurde, wird es aus anderen Pflanzen gewonnen, ver\u00e4ndern sich die Materialeigenschaften. Obwohl die Forscher ihre L\u00f6sung auf Holzbasis f\u00fcr 3D-gedruckte Teile optimiert hatten, r\u00e4umten sie ein, dass weitere Verbesserungen erforderlich seien, um die gefertigten Strukturen f\u00fcr architektonische Endanwendungen zu verfestigen.<\/span><\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

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