Bakterielle Nanocellulose als innovativer Zusatzstoff zur Reduzierung des CO₂-Fussabdrucks in Klebstoffen
Erleben Sie, wie bakterielle Nanocellulose als innovativer und nachhaltiger Zusatzstoff wasserbasierten Klebstoffen hinzugefügt werden kann – für mehr Festigkeit, Haltbarkeit und weniger fossile Materialien.
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Verwendung der bakteriellen Cellulose als Additiv in wasserbasiertem Dispersions-Klebstoff -
Zugscherfestigkeit von Holzproben, die mit dem modifizierten PVAc-Klebstoff verklebt wurden -
Vorbehandlung der bakteriellen Nanocellulose
Die Klebstoffindustrie ist stark auf fossile und energieintensiv hergestellte Zusatzstoffe angewiesen, um die gewünschten mechanischen und rheologischen Eigenschaften zu erzielen. Diese Materialien sind zwar wirksam, tragen jedoch erheblich zum CO₂-Fussabdruck des Produkts bei und stellen teilweise sogar Gesundheitsrisiken dar. Zudem zwingt der wachsende Druck durch EU-Vorschriften und Nachhaltigkeitsziele die Hersteller dazu, biobasierte Alternativen zu suchen.
Im Rahmen eines Innovation-Booster-Projekts gefördert durch die Innosuisse wurde das Ziel definiert, diese Herausforderung anzugehen, indem bakterielle Nanocellulose (BC) – ein biologisch abbaubares, ungiftiges und mechanisch starkes multifunktionales Material, das von Mikroorganismen produziert wird – als neuartiger Zusatzstoff für wasserbasierte Klebstoffe untersucht wurde. BC könnte die mechanische Festigkeit, Haltbarkeit und Wärmebeständigkeit als Zusatzstoff in wasserbasierten Klebstoffen erhöhen und dabei möglicherweise einen Teil der verwendeten fossilen Materialien ersetzen. Darüber hinaus könnte Nanocellulose als Rheologiemodifikator die Viskosität und Fliesseigenschaften der Verbundmaterialien beeinflussen und so das Potenzial bieten, den Herstellungsprozess zu verbessern.
Im Rahmen dieses Projekts erhielt Collano AG erste Materialproben modifizierter BC. Diese BC wurde exemplarisch in den Klebstoff Collano FL 330 eingearbeitet und der Klebstoff anschliessend charakterisiert.
Die BC wurde von der Treeless AG hergestellt und bereitgestellt, während das Team Verbindungstechnik des IWK/OST die BC so modifizierte, dass sie als Zusatzstoff im Klebstoff von Collano AG verwendbar ist. Schliesslich fügte Collano AG die BC dem Klebstoff hinzu und führte Messungen der mechanischen Eigenschaften (Überlappungsschubfestigkeit und rheologische Eigenschaften) durch. Dabei konnte die Verbesserung der Klebstoffeigenschaften im Vergleich zu klassischen Klebstoffen eindeutig nachgewiesen werden
Die Verwendung von BC als Zusatzstoff in wässrigen Klebstoffen auf Basis Polyvinylacetat (PVAc) zeigte äusserst vielversprechende Ergebnisse. Sie verspricht eine CO₂-Reduktion durch energieeffizient hergestellte Nanocellulose, einen höheren biobasierten Anteil, eine geringere Belastung der Mitarbeitenden durch pyrogene Kieselsäure und gleichzeitig eine Verbesserung des rheologischen Profils sowie der Verstärkungseigenschaften.
