Forscher testeten die wesentlichen im Markt verfügbaren Anlagenkonzepte zur Herstellung von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff-Granulaten. Die ermittelten Daten helfen Anwendern bei der Auswahl der richtigen Compoundiermethode.
Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe, englisch: „Wood Plastic Composite (WPC)“, verzeichnen in Deutschland und Europa jährlich zweistellige Wachstumsraten. Der Markt bietet bei der Compound-, beziehungsweise Granulatherstellung eine Vielzahl an möglichen Verfahren, die sich in Preis und Leistung deutlich unterscheiden. Um hier einen besseren Überblick zu schaffen und neuen Akteuren den Markteintritt zu erleichtern, haben das Institut für Polymertechnologien (IPT) und das Thünen-Institut für Holzforschung (TI) insgesamt dreizehn Compoundierverfahren verglichen, mit denen sich je vier WPC-Rezepturen (mit Holzgehalten von 70, 60, 50 und 40%) herstellen lassen. Die erzeugten Compounds wurden am IPT mit Extrusions- und Spritzgießverfahren zu WPC verarbeitet und unter mechanischen und rheologischen Aspekten untersucht. Am TI fand eine mikroskopische und spektroskopische Charakterisierung der Materialproben statt.
Im Ergebnis bestätigte sich, dass die technischen Eigenschaften der hergestellten WPC je nach Rezeptur und Verarbeitungsverfahren sehr stark variieren. Mit zwei der 13 Verfahren war die Compoundierung kalt vorgemischter Rezepturen gar nicht und mit vier Anlagen bei Rezepturen mit hohem Holzanteil nicht möglich. Im hochpreisigen Anlagensegment ließen sich hingegen alle Compounds durchweg mit guten Ergebnissen herstellen. Doch auch einige preiswerte Anlagen erzielten bei einigen Rezepturen gute Eigenschaften.
Die mikroskopischen Analysen zeigten, dass fast alle Präparate kleine Hohlräume durch Gasblasen enthielten. Vier Compoundiermethoden fielen durch eine besonders hohe Zahl dieser Hohlräume auf. Die spektroskopische Analyse schließlich legt nahe, dass durch den Vermischungsprozess das Lignin im Holz – und damit der Füllstoff – mit unbekannten Folgen für das Gesamtcompound, verändert wird.
Der Vergleich ist eine Momentaufnahme der aktuellen Compoundiertechnik. Für den potenziellen Nutzer wird deutlich, dass die Auswahl einer Anlage sehr stark von der Rezeptur und dem angestrebten Preis-Leistungsverhältnis abhängt. Je genauer ein Kunde weiß, welche WPC-Eigenschaften er benötigt, desto leichter fällt die Anlagenauswahl.
Weitere Informationen: Abschlussbericht des FNR biopolymernetzwerk.fnr.de
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