Neue Ma­te­ria­lien aus Holz

In der Verwendung von Holz als Baustein für chemische Produkte und zur Herstellung neuartiger Verbundstoffe liegt ein grosses Potenzial für die Ablösung der global noch stark erdölbasierten Materialwirtschaft. Am 6. Chemietag wurden unterschiedliche Ansätze zur Suche nach neuen Anwendungen mit Holz vorgestellt. 

So etwa lassen sich mit Zellulose-Nanofasern polymere Nanoverbundwerkstoffe erzielen. Damit werden die herausragenden mechanischen Eigenschaften von Zellulosefasern, z.B. aus Bananenpflanzen, zur Verstärkung von Kunststoffen verwendet. Jährlich fallen in den Schweizer Sägewerken 170.000t Rinden aus heimischen Nadelhölzern an. Daraus lassen sich Tannine extrahieren, die künftig als formaldehydfreie Klebstoffe für die Holzwerkstoffproduktion (Spanplatten oder MDF) dienen können.  

Wasserfestes dimensionsstabiles Furnierschichtholz aus Buche basiert auf gezielt modifiziertem Rohmaterial. Mit Phenol-Formaldehyd behandeltes Buchenholz führt zu biegefesten Platten, die hohe Festigkeitswerte aufweisen und zudem pilzresistent sind. Anwendungsbereiche sind Fassaden, Terrassendielen, Wasser- und Gartenbau. Im Bereich der bio-inspirierten Materialien aus Holz werden Holzstrukturen modifiziert und so neue Eigenschaften quasi gezüchtet. Holz wird so dimensionsstabiler, UV-beständiger, dauerhafter und weniger gut brennbar. Zusätzlich mit neuen Materialkombinationen erschliessen sich dem Holz so neue Anwendungsbereiche. 

Im Zusammenhang mit diesen Forschungstätigkeiten stellt sich auch die Frage nach den Innovationsfeldern für holzbasierte Materialien. Holz ist in grossen Mengen verfügbar, weist zahlreiche interessante Eigenschaften auf und ist so in vielen Bereichen einsetzbar. Für bestehende Produkte und Technologien können neue Märkte erschlossen werden, die eine höhere Wertschöpfung versprechen. Aber auch der Ansatz, bestehende Produkte effizienter und günstiger zu produzieren oder neue Produkte zu entwickeln, kann zur vermehrten Verwendung dieses Biomaterials führen. Es gibt Beispiele dafür, so etwa die nicht-zerspanende Herstellung von Röhren aus Holz ähnlich der bekannten Druckumformung von Metallen. Auch sind schnellhärtende Systeme zur seriellen Verklebung von Holzkonstruktionen in Entwicklung, die zu zeitsparenden und doch zuverlässigen Produktionsmethoden führen.

Gezielter Wissensaustausch über Netzwerke wie etwa S-WIN spielt hier eine zentrale Rolle. Biomasse werde die einzige Alternative zum irgendwann ausgeschöpften Erdöl sein, sagte Willi Schwotzer, Co-Präsident von S-WIN. Grundsätzlich könne die gesamte chemische Produktion entsprechend umgestellt werden. Allerdings werde dies zeit- und kostenintensiv ausfallen und schon gar nicht von heute auf morgen erreichbar sein.

Holz kommt (fast) überall vor: Im Orangensaft schwimmt Holz in Form von Mikrozellulose, die dafür sorgt, dass Fruchtmark und Wasser stets in der Schwebe bleiben und sich nicht entmischen. Auch im Kinofilm und Fotopapier steckt Zellulose. Pullover sind weich und fein durch Anteile von Viskose, hergestellt aus Zellulose. Tabletten enthalten ein paar Milligramm Wirksubstanz, der Rest ist Füllstoff auf Basis von Zellulose. Auch Beton braucht Holz, denn Lignin als Inhaltsstoff lässt ihn fliessen und bestimmt, wie rasch er sich verfestigt. Und zahlreiche Teile der Innenausstattung von Autos, z.B. Armaturenbretter die wie aus reinem Kunststoff wirken, sind in Wirklichkeit mit dem Fasermaterial Holz produziert. 
Mit Hilfe von Holz und seinen Bestandteilen erzielte Neuerungen wirken oft im Verborgenen und erscheinen klein, fast unscheinbar. Ihre Wirkung ist indessen gross und dauerhaft, kann zu cleveren Produkten führen, die in unserem Alltag nicht mehr wegzudenken sind. Das Potenzial von Holz ist offensichtlich enorm.