07.09.26 – STFI und IWU Projekt — read English version
CannaPul: Leichtbauprofile aus Hanf
CannaPul: STFI und Fraunhofer IWU entwickeln in Chemnitz Leichtbauprofile aus regionalem Hanfbast. Im Fokus stehen endlose Faserstränge, eine thermoplastische Matrix und eine regionale Wertschöpfungskette.
Heike Metschies, Projektleiterin am STFI, hält fest: „Erste Ergebnisse liegen bereits in Form von rechteckigen Profilen mit Hanfbewehrung und thermoplastischer Matrix vor. Diese konnten wir auf der AGRA 26 in Leipzig u.a. dem Sächsischen Staatsminister für Umwelt und Landwirtschaft Georg-Ludwig von Breitenbuch vorstellen und auf der Techtextil in Frankfurt am Main einem großen Fachpublikum präsentieren.“ © STFI
Von Hanfbast zum Endlosfaserstrang
Im Projekt CannaPul untersuchen das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. Chemnitz (STFI) und das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Chemnitz (IWU), wie eine regionale Wertschöpfungskette für hanfbasierte Leichtbauprofile umgesetzt werden kann. Ausgangspunkt ist Faserhanf, der in Sachsen traditionell für die Herstellung von Seilen und Bekleidung angebaut wurde und sich aufgrund seiner hervorragenden Fasereigenschaften auch zur Verstärkung in Faserverbundwerkstoffen eignet. Dafür werden die prozesstechnische Verarbeitung der Hanffasern zu endlosen Fasersträngen und deren Einbettung in eine geeignete biobasierte Matrix untersucht.
Das STFI untersucht die textiltechnische Verarbeitung von hochfesten Hanfbaststreifen zu endlosen Fasersträngen und stellt im Ergebnis biobasierte Bewehrungsfasern für den Pultrusionsprozess bereit. Die abgeschälten Hanfbaststreifen werden durch einen Fibrillierprozess vereinzelt und gleichmäßig als Band abgelegt. Das Band wird durch einen Ummantelungsprozess zugfest stabilisiert und als Garn bereitgestellt.
Prozessfragen rund um die Pultrusion
Pultrusion (Strangziehen) ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für faserverstärkte Kunststoffe, bei dem hochwertige Profile entstehen. Endlose Faserstränge aus Naturfasern, sogenannte Rovings, werden durch ein duroplastisches Harzbad in eine beheizte Form gezogen und thermisch ausgehärtet. Es entstehen hochwertige Profile mit konstantem Querschnitt, hoher Festigkeit und geringem Gewicht, die sich ideal für Anwendungen eignen, die Leichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit erfordern. Die erdölbasierten Komponenten sollen perspektivisch durch biobasierte Rohstoffe substituiert werden.
Die zentrale Herausforderung im Forschungsprojekt CannaPul ist die Entwicklung und die Anwendung von biobasierten, regional verfügbaren Werkstoffen. Ziel ist die Herstellung endlosfaserverstärkter Profilstrukturen aus Hanfbastfasern in Kombination mit biobasierter thermoplastischer Matrix. Voraussetzung dafür ist einerseits die Bereitstellung von geeigneten Naturfasersträngen aus dem nachwachsenden regionalen Rohstoff Hanfbast. Zum anderen erfordert der Prozess das Aufbringen einer thermoplastischen Biopolymermatrix mit niedriger Viskosität und entsprechend hoher Fließfähigkeit sowie einer niedrigen Schmelztemperatur, um eine thermische Schädigung oder ein Verbrennen der Hanffasern zu vermeiden.
