Biobasiert zu idealen Materialeigenschaften
Die Verwendung und Entwicklung neuer, optimierter Werkstoffe für Werkszeuge und Produkte begleitet die Menschheit seit Beginn an. Ganze Epochen, wie die Stein- oder Bronzezeit, wurden nach den Materialien benannt, welche den technischen und gesellschaftlichen Fortschritt maßgeblich beeinflussten.
Lange Zeit war man neben Mineralien und Metallen ausschließlich auf die Verwendung von pflanzlichen und tierischen Biowerkstoffen beschränkt. Holz und Stroh dienten als Bau- und Dämmmaterial, Hanf, Flachs, Wolle, Leder und Seide wurden zu Kleidung verarbeitet. Birkenpech und Knochenleim wurde als Klebstoff eingesetzt.
In den letzten Jahrzehnten wurden mit zunehmender Industrialisierung und der Verfügbarkeit des billigen Rohstoffs Erdöl und seinen Nebenprodukten aus den Raffinerien, viele dieser ursprünglich biologischen Werkstoffe durch vollsynthetische Kunststoffe ersetzt.
Unter dem Begriff „Biowerkstoffe“ versteht man heute Materialien, die vollständig oder teilweise aus Nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Je nach Art des Werkstoffes kann dabei der Anteil der Nachwachsenden Rohstoffe unterschiedlich groß ausfallen. Man unterteilt die Biowerkstoffe häufig in die Biokunststoffe und die sogenannten Biokomposite bzw. Bioverbundwerkstoffe, die wiederum in naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) und Wood-Plastic-Composites bzw. Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPC) unterteilt werden. Der Begriff „Biowerkstoff“ ist jedoch wie der Begriff „Biokunststoff“ nicht gesetzlich geregelt und wird daher auch nicht immer einheitlich verwendet. Biowerkstoffe werden meist von rein fossil-basierten Kunststoffen, mineralischen oder metallischen Werkstoffen sowie reinen nicht chemisch modifizierten Naturstoffen (wie z.B. Holz oder Papier) sowie klassischen Holzverbundwerkstoffen (wie Span- oder Faserplatten) abgegrenzt.
Biowerkstoffe – Materialkombinationen mit vielen Vorteilen
Abhängig vom Werkstofftyp ergeben sich folgende Vorteile:
- Energie- und ressourceneffiziente Herstellung
- Einsparung und Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffe
- Einsparung von Treibhausgas-Emissionen
- Biologische Abbaubarkeit
- Geringes Gewicht bei hoher mechanischer Stabilität
- Erweitertes Einsatzspektrum und Verarbeitungsmöglichkeiten i.V. zu reinen Naturstoffen
- Einsatz regionaler Rohstoffe und Chancen für Bioökonomie und Kreislaufwirtschaft
Bei der Herstellung von Bioverbundwerkstoffen kommt eine Vielzahl von Herstellungs- und Verarbeitungstechniken zum Einsatz. Die Kombinationsmöglichkeiten aus konventionellen, aber besonders auch aus neuen biobasierten, teilweise auch biologisch abbaubaren Kunststoffen sowie Naturfasern sowie land- und forstwirtschaftlichen Reststoffen, ermöglichen innovative Materialeigenschaften in Verbindung mit hoher Ressourceneffizienz und der Reduktion des Verbrauchs fossiler Rohstoffe.