Bio-Flammschutz für Kunststoffe

Aus dem Papierrohstoff Holz muss doch mehr herauszuholen sein, dachten sich Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Hintergrund: Bis zu 98 Prozent der bei der Papierherstellung anfallenden Menge werden zur Energiegewinnung eingesetzt.

In einem EU-geförderten Forschungsprojekt hat das LBF eine neue Verwendungsmöglichkeit für Lignin aus der Papierherstellung entwickelt. Als Makromoleküle sind Lignine wesentlich für die Festigkeit verholzender Pflanzen verantwortlich. Sie fallen bei der Papierherstellung in großen Mengen als Nebenprodukt an, aber es gibt dafür keine nennenswerte stoffliche Nutzung. Derzeit wird Lignin fast vollständig verbrannt, um den Energiebedarf der Papierfabriken zu decken. Als Kunststoffadditiv besitzt Lignin die Fähigkeit, die Entflammbarkeit von Kunststoffen zu reduzieren. Dieser Effekt lässt sich verstärken, wenn gleichzeitig phosphorhaltige Verbindungen vorliegen.Ein Grund für den zu geringen Flammschutzeffekt des Lignins in Kombination mit phosphorhaltigen Verbindungen ist die Tatsache, dass beide Komponenten räumlich voneinander getrennt im Kunststoff vorliegen und so deren gemeinsame Wirkung unterbunden wird. „Dieses Problem konnten wir lösen, indem wir den Phosphor chemisch an das Lignin angebunden haben. Dabei haben wir die chemische Modifizierung so gestaltet, dass sie auch für eine spätere Umsetzung in den industriellen Maßstab geeignet ist“, erklärt Dr. Roland Klein, Gruppenleiter Grenzflächendesign im Fraunhofer LBF.

Dank der Ergebnisse des Forschungsprojektes sind nun Hersteller von Kunststoffprodukten, bei denen der Brandschutz von Bedeutung ist, in der Lage, nachhaltige Produkte herzustellen. Dies betrifft beispielweise Elektroanwendungen oder öffentliche Verkehrsmittel. Der Papierindustrie können sich neue und wertschöpfende Märkte für ein Nebenprodukt eröffnen, das derzeit zur Energierückgewinnung genutzt wird. „Die Identifizierung neuer Anwendungen für Abfallprodukte aus nachwachsenden Rohstoffen ist gesellschaftlich relevant. Wir können damit fossile Ressourcen schonen, ohne mit der Nahrungsmittelproduktion in Konkurrenz zu treten“, betont Klein.