BIOBASIERTE HARZE
Nachhaltige Innovation für Dekorlaminate
Dekorative Laminate sind aus der modernen Innenarchitektur nicht mehr wegzudenken – sie finden Anwendung in Möbeln, Fußböden und Wandverkleidungen. Mit dem wachsenden Fokus auf nachhaltige Materialien steigt auch der Bedarf an umweltfreundlichen Alternativen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, rückt die Forschung an neuen, modifizierten Melamin-Formaldehyd (MF)-Imprägnierharzen in den Fokus. Diese Entwicklungen markieren einen wichtigen Schritt hin zu innovativen Materiallösungen.
Konventionelle MF-Harze sind aufgrund ihrer Langlebigkeit und Designvielfalt seit langem unverzichtbar in der Produktion von Dekorlaminaten. Diese Harzsysteme werden allerdings aus petrochemischen Ausgangsstoffen hergestellt, was zunehmend hinterfragt wird.
Im vorgestellten Projekt wurden daher Möglichkeiten ausgelotet biobasierte Substitutionsprodukte, wie z.B. Sorbitol als Harzkomponente, einzusetzen. Durch die Zugabe dieses Zuckeralkohols entstehen hoch vernetzte Duroplaste mit verbesserten Oberflächeneigenschaften und hoher Hydrolysebeständigkeit – ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltigerer, langlebiger Beschichtungen für Holzoberflächen.
Die Herausforderungen lagen dabei in der Anpassung von Aushärteeigenschaften des modifizierten Harzes und in der Optimierung der Verarbeitungs-Prozessbedingungen. Dabei wurde besonderer Wert daraufgelegt, die Basis dafür zu schaffen, bei einem möglichen Upscaling bestehende industrielle Prozesse beibehalten zu können und keine zusätzlichen Komplexitäten einzuführen.
Fortschrittliche Analytik für neue Erkenntnisse
Zur Harzcharakterisierung wurde auf Differential Scanning Calorimetry (DSC) und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) zurückgegriffen und das Aushärteverhalten der neuen Harze entlang des gesamten Verarbeitungsprozesses - vom Flüssigharz bis zur ausgehärteten Oberfläche - analysiert. Dabei konnten anhand kinetischer und spektroskopischer Analysen der Harze, die optimalen Pressbedingungen für eine mögliche industrielle Anwendung eingestellt werden.
Sorbitol-modifizierte Harze zeigten spezielle Reaktionsmechanismen, darunter veränderte Induktionsphasen und schnellere Aushärtungsraten bei industrierelevanten Temperaturen. Die Hauptkomponentenanalyse (PCA) der FTIR-Daten bestätigte diese veränderte Vernetzung, die zu einer verbesserten Qualität der Dekoroberflächen beiträgt.
Wirkungen und Effekte
Sorbitol-modifizierte Harze erfüllen nicht nur die Anforderungen, sondern übertreffen herkömmliche Systeme in standardisierten Industrietests mit besserer Oberflächenbeständigkeit. Diese Ergebnisse schaffen daher neue Möglichkeiten für die gezielte Anpassung von Harzeigenschaften auf verschiedene Dekoroberflächen. Dies ebnet den Weg für nachhaltigere Produktionspraktiken in der Laminatindustrie und darüber hinaus. Es eröffnet zudem neue Perspektiven, um sowohl die industrielle Leistungsfähigkeit als auch die Umweltverträglichkeit der Harze gezielt zu steigern – ein Schritt in Richtung innovativer Materiallösungen für die Zukunft.
