Biokompositen

Biokomposite sind Verbundwerkstoffe, bei denen mindestens eine Phase biobasiert ist. Typischerweise dienen natürliche Fasern wie Flachs, Hanf, Jute, Kenaf, Sisal oder Holzfaser als Verstärkung, während die Matrix aus biobasierten oder biologisch abbaubaren Polymeren bestehen kann. Biokomposite unterscheiden sich damit von konventionellen faserverstärkten Kunststoffen durch ihren Fokus auf erneuerbare Rohstoffe und oft wachsende Umweltvorteile.

Typische Verstärkungen: Flachs, Hanf, Jute, Kenaf, Sisal, Bambus; Matrizes: PLA, PHA, bio-basierte Polyamide, Stärkemischungen, und biobasierte Epoxidharze. Thermoplaste ermöglichen grundsätzlich Recycling, während einige harzbasierte Systeme biologisch abbaubar oder kompostierbar sein können. Die Eigenschaften hängen stark vom Fasernachschub, der Orientierung und der Adhäsion ab.

Eigenschaften: geringeres Gewicht, gute Steifigkeit und oft reduzierte Umweltbelastung gegenüber konventionellen Verbundstoffen. Nachteile sind Feuchtigkeitsaufnahme, schwankende Faserqualität, möglicherweise geringere Hitzebeständigkeit und erhöhter Verarbeitungsaufwand, der eine gute Oberflächenqualität erfordert.

Herstellung: gängige Verfahren umfassen Compression Molding, Resin Transfer Molding, Spritzgießen bei thermoplastischen Matrizes sowie Extrusion. Die Faser-Matrix-Adhäsion wird durch Kopplungsstoffe oder Oberflächenvorbehandlung verbessert. Lebensdauer, Recycling und End-of-Life hängen stark vom System ab.

Anwendungen: Automobilinnenausstattung, Möbel, Bau- und Verpackungssektor, Sport- und Freizeitgeräte. Die Auswahl der Materialien richtet sich nach Kosten, Festigkeitsanforderungen, Feuchteempfindlichkeit und Nachhaltigkeitszielen.

Nachhaltigkeit: Biobasierte Matrizes bedeuten nicht automatisch einfache Entsorgung. Biokomposite können kompostierbar oder recyclebar sein, allerdings ist das Recycling oft komplex aufgrund der Mischung aus Faser und Matrix. Ganzheitliche Umweltbilanzen berücksichtigen Rohstoffanbau, Transport, Herstellung und Nutzung.