Biokomposit

Biokomposite oder Bioverbundwerkstoffe sind Verbundwerkstoffe mit einer biogenen Komponente. Drei Varianten kommen in Frage:

Verbunde aus Naturfasern und traditionellen Polymeren und anderen Matrixmaterialien,
Verbunde aus synthetischen Fasern und Biopolymeren und
Verbunde aus Naturfasern und Biopolymern.

Biokomposite werden seit dem Ende des 20. Jahrhunderts eingesetzt und neuerdings auch verstärkt für industrielle Anwendungen verwendet. Hier kommen vor allem Naturfaserverbundwerkstoffe und die sogenannten Wood Plastic Composites zum Einsatz, die sich die Vorteile von Naturfasern im Vergleich zu traditionellen Verstärkungs- und Füllmaterialien zunutze machen. Dies sind, neben ihrer Nachhaltigkeit und der damit verbundenen Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen, ihre CO₂-Neutralität, aber auch ihre physikalischen Eigenschaften wie ihre geringe Dichte und eine hohe Festigkeit und Steifigkeit.

Neben erdölbasierten Polymeren, wie zum Beispiel Polypropylen und Polyethylen oder auch Epoxidharzen, werden in den letzten Jahren auch verstärkt Biopolymere als Matrixwerkstoff eingesetzt. Zu nennen sind vor allem das auf Maisstärke basierende Polylactid (PLA), aber auch aus Palmöl hergestellte Harze oder Stärke kommen zum Einsatz. Diese Werkstoffe besitzen einige weitere Vorteile im Vergleich zu naturfaserverstärkten erdölbasierten Polymeren. So sind sie in der Regel vollständig biologisch abbaubar und ihre Herstellungskosten, mit Ausnahme der im Herstellungsprozess eingesetzten Energiemengen, unabhängig vom Erdölpreis. Zudem weisen sie eine deutlich bessere CO₂-Bilanz auf. Diese Werkstoffe können auch in biomedizinischen Anwendungen oder im Kontakt mit Nahrungsmitteln eingesetzt werden.

Literatur

Amar K. Mohanty, Manjusri Misra, Lawrence T. Drzal (Hrsg.): Natural fibers, biopolymers, and biocomposites, Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL 2005, ISBN 084931741X
K. L. Pickering (Hrsg.): Properties and performance of natural-fibre composites, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England, 2008, 1. Auflage, ISBN 9781845692674
P.A. Fowler, J.M. Hughes & R.M Elias: Review Biocomposites: technology, environmental credentials and market forces, Journal of the Science of the Food and Agriculture Ausgabe 86, 2006, S. 1781–1789
Biokunststoffe und naturfaserverstärkte Kunststoffe (PDF; 6,1 MB), Plastverarbeiter 07/2011
Kunststoffe mit Naturfasern verstärken (PDF; 1,3 MB), 2012
Wood-Plastic-Composits (PDF; 871 kB), 04/2012