Naturfaserverbundwerkstoffe werden bereits f\u00fcr vielf\u00e4ltige Anwendungen in Fahrzeugbau, M\u00f6belbranche, Bausektor und weiteren Bereichen des t\u00e4glichen Lebens eingesetzt. Dabei nehmen Holzfaserplatten (MDF) mengenm\u00e4\u00dfig eine herausragende Stellung ein. Ihr Hauptanwendungsbereich ist die M\u00f6belfertigung sowie seit kurzer Zeit auch das Bauwesen. Formteile aus Flachs, Hanf u.a. finden beispielsweise – nicht zuletzt aus sicherheitstechnischen Gr\u00fcnden wegen ihrer geringen Neigung zum Splittern – im Automobilbau bei der Innenraumgestaltung Anwendung.<\/p>\n
Die im Laufe von Jahrmillionen durch evolution\u00e4re Prozesse optimierten Naturfasern verf\u00fcgen in der Regel \u00fcber enorme spezifische Festigkeiten. Auch im urspr\u00fcnglichen Faserverband werden sehr gute elasto-mechanische Eigenschaften gemessen; so verf\u00fcgt z.B. Holz \u00fcber ein sehr g\u00fcnstiges Festigkeits-Masse-Verh\u00e4ltnis, verglichen mit anderen Werkstoffen. Hingegen wird bei den heutigen Faserwerkstoffen das in den Festigkeiten der Einzelfasern liegende Potential nicht ann\u00e4hernd ausgesch\u00f6pft. Die Festigkeitseigenschaften von Naturfaserverbundwerkstoffen bleiben noch weit hinter den theoretisch realisierbaren Werten zur\u00fcck.<\/p>\n
F\u00fcr zahlreiche Anwendungen mit erh\u00f6hten Festigkeitsanspr\u00fcchen bei m\u00f6glicherweise reduziertem Gewicht werden heute faserverst\u00e4rkte Kunststoffe eingesetzt. Der Erfolg dieser Materialien liegt nicht zuletzt in der intensiven Forschungs- und Entwicklungsarbeit der letzten Jahrzehnte auf diesem Gebiet begr\u00fcndet. Dagegen steckt die Entwicklung von Naturfaserverbundwerkstoffen als \u00f6kologisch vorteilhafte Alternative zu faserverst\u00e4rkten Kunststoffen noch in den Anf\u00e4ngen. Allerdings haben bisherige Untersuchungen gezeigt, dass insbesondere der Einsatz von langfaserigen Ausgangsmaterialien (i.d.R. Bast- oder Blattfasern) vielversprechend f\u00fcr die gezielte Verbesserung der elasto-mechanischen Werkstoffeigenschaften ist.<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes, das mit finanzieller F\u00f6rderung der Arthur und Aenne Feindt-Stiftung am Ordinariat f\u00fcr Holztechnologie der Universit\u00e4t Hamburg in Zusammenarbeit mit der Bundesforschungsanstalt f\u00fcr Forst- und Holzwirtschaft durchgef\u00fchrt wird, werden das Deformations- und Bruchverhalten von Naturfaserverbundwerkstoffen auf makroskopischer und mikroskopischer Ebene untersucht. Diese Untersuchungen beinhalten das Materialverhalten w\u00e4hrend des Herstellvorgangs wie auch das Verhalten des Endproduktes bei mechanischer Belastung. Holzfasern sowie diverse Bast- oder Blattfasern sind Gegenstand der Untersuchungen. Die endg\u00fcltige Auswahl der zu betrachtenden Fasern wird anhand von Vorversuchen und Literaturdaten hinsichtlich der technischen Eigenschaften der Fasern, Verf\u00fcgbarkeit und Kosten vorgenommen. Kombinationen verschiedener Naturfasern wie auch Verbundwerkstoffe unter Einbeziehung von synthetischen Fasern werden Teil der experimentellen Arbeit sein. Von besonderem Interesse ist dabei der Einfluss der Herstellbedingungen auf die Feinstruktur des Werkstoffs einerseits, und der Einfluss der Feinstruktur auf die Werkstoffeigenschaften andererseits.<\/p>\n
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Dr. Matthias Ruetze
Bundesforschungsanstalt f. Forst- und Holzwirtschaft, Zentrale Information
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