Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Natürlich kleben

01.06.2012
Klebstoffe werden bislang meist auf Erdölbasis hergestellt. Doch sie lassen sich auch aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen – etwa aus Proteinen, Naturkautschuk, Stärke oder Cellulose. Fraunhofer-Forscher arbeiten an neuen Rezepturen für industrielle Anwendungen.

Schuhe, Autos, Flugzeuge, Rotorblätter von Windkraftanlagen, Haftnotizzettel oder Pflaster – Klebstoff ist in vielen Produkten im Einsatz. Mehr als 820 000 Tonnen des Werkstoffs wurden 2010 in Deutschland produziert, so der Industrieverband Klebstoffe.


Dieser Klebstoff basiert auf dem nachwachsenden Rohstoff Polymilchsäure. © Heike Holthausen, Westfälische Hochschule, Standort Recklinghausen

Bisher wird ein Großteil der Klebstoffe immer noch auf Erdölbasis hergestellt. Erst langsam bietet die Industrie auch Klebstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wie Stärke, Cellulose, Dextrinen und Proteinen an. Erste Produkte sind zum Beispiel Tapetenkleister und Klebstifte.

Haften mit Polymilchsäure

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT arbeiten in zwei Projekten an weiteren neuen Klebstoffrezepturen auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Gemeinsam mit der Westfälischen Hochschule, Standort Recklinghausen und den Unternehmen Jowat, Logo tape und Novamelt entwickeln die Oberhausener Forscher einen Haftklebstoff für industrielle Anwendungen. Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz fördert das Forschungsvorhaben.

Haftklebstoffe sind unter anderem in Heftpflastern, selbstklebenden Etiketten oder Klebebändern im Einsatz. An sie werden besonders hohe Anforderungen gestellt: Sie müssen bei Raumtemperatur permanent klebfähig bleiben. Mit leichtem Anpressdruck sollen sie auf fast allen Substraten haften und sich dennoch rückstandsfrei wieder ablösen lassen. Dabei muss die Stärke der Haftkraft genau auf den jeweiligen Verwendungszweck eingestellt sein.

Die Basis der Haftklebstoffe bilden die Rückgratpolymere. Sie geben den Klebstoffen ihre innere Festigkeit (Kohäsion). Aufgabe der UMSICHT-Forscher ist es nun, ein Rückgratpolymer aus dem Rohstoff Polymilchsäure zu entwickeln. Der biologische Werkstoff hat einen entscheidenden Vorteil: Da Milchsäure im industriellen Maßstab produziert wird, lässt sie sich günstig herstellen.

Die Kosten liegen im Bereich der Preise fossil basierter Rückgratpolymere. »Allerdings unterscheiden sich die Eigenschaften der Polymilchsäure komplett von denen der bisher eingesetzten Polymere wie Polyacrylate und styrolbasierte Blockcopolymere«, weiß Dr.-Ing. Stephan Kabasci, der das Geschäftsfeld Nachwachsende Rohstoffe am UMSICHT leitet. Daher müssen die Forscher eine völlig neue Modellrezeptur entwickeln.

Verpackungen mit kompostierbaren Folien

Klebstoffe sind aber auch in vielen Verpackungen enthalten. Kaschierte Folien schützen etwa Lebensmittel vor Schmutz, Feuchtigkeit und Chemikalien. Dabei werden bedruckte Verpackungen und Druckartikel aus Papier ein- oder beidseitig mit einer transparenten, glänzenden, matten oder geprägten Kunststofffolie überzogen. In einem Verbundprojekt entwickeln UMSICHT-Wissenschaftler zusammen mit den Firmen Achilles Papierveredelung Bielefeld, Jowat und Deckert Management Consultants neuartige Klebstoffsysteme, die sowohl den hohen Qualitätsanforderungen von kaschierten Artikeln entsprechen, als auch kompostierbar sind. Die Forscher setzen dafür auf überwiegend wasserbasierte Dispersionsklebstoffe. Bei diesen Materialien sind die Klebstoffbestandteile sehr fein in Wasser verteilt. Sie werden einseitig aufgetragen und nass gefügt.

Zu einer anderen Möglichkeit, biologische Klebstoffe zu entwickeln, führt das Vorbild Natur: Einen besonderen Klebstoff produziert der Rankenfuß-Krebs Dosima. Damit verankert er sich fest an Treibgut. Der Superklebstoff ist so stark, dass er sich kaum mit den üblichen Lösungsmitteln in seine Bestandteile zerlegen lässt. Weitere Besonderheit: Er härtet sogar unter Wasser aus.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen versuchen jetzt herauszufinden, aus welchen Aminosäure-Bausteinen die Proteine aufgebaut sind. »Ist das gelungen, werden wir in einem zweiten Schritt die klebenden Proteine im Labor nachbauen«, sagt Dr. Ingo Grunwald, Experte für biologische Klebstoffe am IFAM. Solche Bioklebstoffe sind vor allem für die Medizin interessant: Sie könnten Schnittwunden verschließen oder Nägel und Schrauben bei Knochenbrüchen ersetzen oder unterstützen.

Dr.-Ing. Stephan Kabasci | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/juni/natuerlich-kleben.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten