Holz- und Faserwerkstoffe
Faserwerkstoffe
In Deutschland profitiert die Faserplatten-industrie stark vom hohen Aufkommen an Nadelholz. Durch den Waldumbau nimmt der Anteil an Laubholz jedoch immer mehr zu. Eine Fragestellung befasst sich somit mit den sich verändernden Anforderungen bei der Verarbeitung von Laubholzfasern.
Da die Technologien der holzverarbeitenden Industrie größtenteils für Nadelholzfaserstoffe optimiert sind, müssen sie für neue Rohstoffzusammensetzungen angepasst werden.
Laub- und Nadelholz werden bezüglich ihrer Fasereigenschaften, Leimpentration sowie der resultierenden Festigkeiten der Faserplatten untersucht.
Beschichtungen
Durch Inkrafttreten der VOC- bzw. Decopaint Richtlinie sowie deren Umsetzung in deutsches Recht sind die Hersteller von Beschichtungsstoffen verstärkt um die Entwicklung lösungsmittelarmer Lacke bzw. welcher auf Basis von Wasser bemüht. Die Eigenschaften dieser Lacke sollen mit denen von lösungsmittelhaltigen vergleichbar oder besser sein.
Versagensmechanismen von Holzbeschichtungen, die mechanische, physikalische und chemische Degradation von Bindemitteln sowie die kritischen Zustände für die Schutzwirkung wie Mikrorisse, Versprödungen, Delaminierungen, Trübungen, Erweichungen u.a. müssen hierbei abgeklärt werden.
Funktionsprinzip der UV-gekoppelten GC/MS
Beschichtete Werkstoffe können mittels Xenotest® bewittert werden. Für Untersuchungen stehen spektroskopische Methoden wie IR-, Raman- und Fluoreszenzspektroskopie zur Verfügung. Mit Hilfe einer UV-gekoppelter GC-MS lassen sich flüchtige Verbindungen detektieren, die während der UV-Bestrahlung emittieren.
© IPHC
wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameFrau Dr. Ing. Maren Freese
Eine verschlüsselte E-Mail über das SecureMail-Portal versenden (nur für TUD-externe Personen).
Institut für Pflanzen- und Holzchemie
Institut für Pflanzen- und Holzchemie
Besuchsadresse:
Judeich-Bau, Raum 1.27 Pienner Straße 19
01737 Tharandt
thermische Modifizierung
Bei der Anwendung von Holzwerkstoffen im Außenbereich ist deren Anfälligkeit gegenüber Schadorganismen wie Pilzen problematisch. Durch eine thermische Modifizierung kann die Dauerhaftigkeit dieser Werkstoffe erhöht werden. Dabei werden die chemischen und mechanischen Eigenschaften beeinflusst, was zu Veränderungen der Farbe, der VOC (VolitaleOrganicCompounds) sowie der Festigkeiten führt.
Thermisch modifizierter Bambus
Ziel der Untersuchungen ist der Einfluss der Modifizierungsbedingungen wie Atmosphäre, Temperatur und Dauer auf die chemischen Veränderungen. Hierzu werden modifizierte Materialien hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung untersucht und mit denen der Ausgangsmaterialien verglichen. Die Ergebnisse werden dann mit physikalischen oder mechanischen Kennwerten der modifizierten Materialien, welche in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern bestimmt werden, korreliert.
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wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameFrau Dr. rer. nat. Martina Bremer
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Institut für Pflanzen- und Holzchemie
Institut für Pflanzen- und Holzchemie
Besuchsadresse:
Judeich-Bau, Raum 1.28 Pienner Straße 19
01737 Tharandt
Papier
Charakterisierung
Das Institut beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Bestimmung von Papierzusatzstoffen, wie Leimungsmittel, Füllstoffe oder spezielle Zusatzstoffe zur Erreichung spezifischer Eigenschaften, in Papieren. Hierzu werden eine gekoppelte GC-MS und spektroskopische Methoden (Raman, IR- und UV-VIS Spektroskopie) eingesetzt. Vor allem die Ramanspektroskopie ermöglicht eine Bestimmung der Verteilung von Zusatzstoffen sowohl in der Fläche als auch in z-Richtung. Daneben werden mit diese Methoden auch Störstellen in Papieren charakterisiert. Für diese Anwendungsbereiche wurde und wird eine Datenbank erarbeitet, die eine schnelle Bearbeitung solcher Problematiken ermöglicht.
Ein weiterer Schwerpunkt ist die Veränderung an den Cellulosefasern insbesondere der Kristallinität, bei der Oberflächenbehandlung von Papieren.
Papierzusatzstoffe
Um Eigenschaften wie Reißfestigkeit des Papiers zu verbessern, wird in Zusammenarbeit mit der PTS Heidenau der Einsatz neuer oder modifizierter Zusatzstoffe untersucht. Hierbei sollen vor allem natürliche Verbundprinzipien genutzt werden. Dazu werden natürliche Stoffe wie verschiedene Polysaccharide (Xylane, Pektin, Stärke) eingesetzt, welche chemisch modifiziert werden, um angestrebte Eigenschaften zu realisieren.
Ablagerungen an Papiermaschinen
Bei der Papiererzeugung und Papierverarbeitung kommen chemische Additive zur Anwendung. Die eingesetzte Produktpalette ist sehr vielfältig. Die Wasserkreisläufe bei der Papiererzeugung sind durch faserfremde Komponenten mehr oder weniger stark belastet, insbesondere beim Einsatz von Sekundärfaserstoffen. Es kommt durch Problemstoffe zu Ablagerungen im Kreislauf, auf Sieben, Filzen und Anlagenteilen, zu Papierfehlern und zu Produktionsstörungen. Eine wichtige Voraussetzung für Gegenmaßnahmen ist eine möglichst genaue chemische Charakterisierung der Ablagerungen bzw. Störstoffe. Das erfolgt am IPHC mit dem Analysenverfahren Py-GC/MS. Für die Auswertung der Analysenläufe steht neben kommerziellen Spektren-Bibliotheken eine am Institut erstellte umfangreiche Datenbank für Papierchemikalien und synthetische Polymere zur Verfügung.
© IPHC
wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameFrau Dr. Ing. Maren Freese
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Institut für Pflanzen- und Holzchemie
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Judeich-Bau, Raum 1.27 Pienner Straße 19
01737 Tharandt