Thermoplastische Compounds auf Basis des nachwachsenden Rohstoffes Lignin

Ziel der vorliegenden Dissertation war die Herstellung und Charakterisierung von Lignincompounds. Systeme mit zwei unterschiedlichen schwefelfreien Ligninen aus den einjährigen Pflanzen Abaka und Sisal wurden mit einem Holzlignin (Alcell) verglichen. Als Polymermatrix kamen die biologisch abbaubaren Kunststoffe Ecoflex, BAK, Polycaprolacton (PCL) und Polyhydroxybuttersäure (PHB) zum Einsatz. Desweiteren wurden Compounds mit Polyamid 11 (PA11), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und einem Styroltriblockcopolymer (Styroflex) hergestellt. Als Verstärkungsmittel wurde Holzmehl und Cellulose verwendet. Alle Lignintypen ließen sich in Ecoflex und PCL sehr gut dispergieren. Die polaren Lignine konnten bis zu einem Füllgrad von 60 Gew.- in die Polyester eingearbeitet werden. Der Zusatz eines Maleinsäureanhydrid (MA) funktionalisierten Haftvermitttlers erhöhte bei den PCL-Compounds als auch bei den Ecoflex-Compounds die Fließspannungen deutlich. Der Einsatz von Holzmehl und Cellulose erhöhte die Steifigkeiten und Festigkeiten drastisch. Auch in PA 11 und BAK konnte eine sehr gute Dispergierung aller Lignintypen erreicht werden. Die Füllgrade lagen bei maximal 50 Gew.- Abaka- und Alcell-Lignin zeigten in beiden Polymeren gleich gute Eigenschaften, während Sisal-Lignin insbesondere bei PA 11 deutlich schlechtere Eigenschaften bei hohen Füllgraden aufwies. Der Einsatz von Holzmehl und Cellulose führte zu sehr steifen und festen Kompositmaterialien. Die biologische Abbaubarkeit der Materialien wurde durch das Lignin stark gehemmt, während die Naturfaserkomposite auf Basis der biologisch abbaubaren Polymere schnell verotteten. Die unpolaren Polymermatrices PE und PP zeigten eine schlechte Verträglichkeit mit den Ligninen. Durch reaktive Extrusion konnten MA funktionalisiertes PCL und Ecoflex hergestellt werden. Die Variierung der MA- und der Radikalstarterkonzentration führte zu unterschiedlichen Propfungsgraden und Molekulargewichten.

Author dc:creator

• Nitz, Hansjörg

Contributors dc:contributor

• Mülhaupt, Rolf

• Reaktionsextrusion
• Propfung
• Alcell-Lignin
• Abaka-Lignin
• Sisal-Lignin
• lignin
• compounds
• extrusion
• wood-flour
• biodegradable

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