Purdue entwickelt kostengünstigen Lignin-Harz-Binder für umweltfreundliche Composite-Platten

Formaldehydfreie Plattenproduktion durch Lignin-Nutzung

Purdue University (West Lafayette, Indiana, USA) berichtet, dass ihre Forscher eine kostengünstigere, nachhaltigere und grünere Methode zur Herstellung von Composite-Platten entwickelt haben. Die Methode findet bereits wachsende Unterstützung bei großen Industrieakteuren wie dem Hochdrucklaminat-Distributor Wilsonart (Temple, Texas, USA) und CalPlant (Willows, Kalifornien, USA), einem Agrifaser-Unternehmen, das Reishalm-basierte MDF-Platten produziert.

Problem: Formaldehyd in herkömmlichen Bindern

Die Herstellung vieler Composite-Platten erfordert formaldehydbasierte Harzbinder, die über Zeit in die Wohnumgebung ausgasen. Formaldehyd ist ein bekanntes Karzinogen und stellt erhebliche Gesundheitsrisiken dar.

„Mit unserer Methode nehmen wir nicht-nahrungsbasierte Biomasse wie Holzspäne, Sägemehl oder Reishalm, extrahieren ligninähnliches Material und nutzen es als Hauptkomponente in einem formaldehydfreien Bindersystem für Composite-Platten“, sagt James Caruthers, Gerald and Sarah Skidmore Professor für Chemieingenieurwesen an Purdue. „Unsere Methode ist nachhaltig und grün, weil Lignin ein Abfallnebenprodukt und eines der häufigsten Biopolymere der Erde ist.“ Tests zeigten, dass die Kombination von Lignin-Harz mit Zellulosefasern in der Matrix mit vernetzbaren Varianten Composite-Platten mit wünschenswerten physikalischen Eigenschaften ergab.

Kommerzialisierung und Partner

Neben der Zusammenarbeit mit dem Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization (OTC) zum Patentieren der Platten-Technologie arbeiten Forschungsteam und OTC mit CalPlant und Wilsonart an der Markteinführung. Purdue sucht nach weiteren Partnern für die Kommerzialisierung zur Produktion von Composite-Platten – weitere Anwendungen könnten Klebstoffe, Waschmittel, Schleifmittel, Filterpapier und mehr sein. Mahesh Subramanian, Director of Technology Operational Excellence bei Wilsonart, bestätigt, dass vorläufige Tests die Eignung als Sättigungsharz sowie potenzielle Nachhaltigkeitsvorteile für Wilsonarts faserbasierte Platten als Leimbinder und Harzverlängerung zeigten.

Die Technologie erhielt auch Finanzierung vom Trask Innovation Fund, einem Programm zur Unterstützung von Projekten, die den kommerziellen Wert von Purdue-IP steigern.

„Eine Kostenanalyse zeigt eine Kostensenkung gegenüber der aktuellen formaldehydfreien Composite-Plattenproduktion bei MDF-Fertigung“, sagt Caruthers. „Diese Technologie bietet eine kostengünstige, nachhaltige, grüne Methode zur Composite-Plattenherstellung, die Herstellern höhere Margen ermöglicht und gleichzeitig die langfristige Verbraucherexposition gegenüber Formaldehyd reduziert.“

Der funktionale Lignin-Derivat zeigt auch pilzhemmende und flammhemmende Eigenschaften – zukünftige Ansatzpunkte für weitere Chemieoptimierung. Der andere Reststoff der Lignin-Derivate liefert saubereres Holz und eröffnet zellulolosebasierte Chancen.

Für Lizenzierung und weitere Kooperationen: Kontakt Dipak Narula (OTC) unter dnarula@prf.org, Track Code 2020-CARU-68907.