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Potenziale von Holz in der Bioökonomie

 
AnfangEndeFKZProjektthemaAufgabenbeschreibungErgebnisdarstellungKontaktBericht

2019-10-01

01.10.2019

2022-09-30

30.09.2022
22000518Verbundvorhaben: Acetylierung dünner Furniere und Holzfasern mittels in situ erzeugtem Keten zur Verbesserung der Beständigkeit daraus hergestellter Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 1: Acetylierung und Herstellung der Holzwerkstoffe - Akronym: FiVeKatEin Verfahren zur Acetylierung dünner Furniere und Holzfasern mittels Keten wird entwickelt. Hierzu werden Reaktoren konstruiert mit denen Keten in exakt erforderlicher Menge aus Aceton erzeugt wird. Das Gas wird unmittelbar für die Acetylierung des Holzes verwendet. Vorteil gegenüber dem technischen Ac2O-Verfahren ist, dass kaum Essigsäure entsteht, da die Säure nur in Spuren durch nicht umgesetztes Keten gebildet wird (keine Geruchsbelästigung der Produkte).Dr. Anna Musyanovych
Tel.: +49 6131 990-246
anna.musyanovych@imm.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM)
Carl-Zeiss-Str. 18-20
55129 Mainz

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2022-02-28

28.02.2022
22002118Verbundvorhaben: Nutzung von Laubhölzern und Hölzern aus Kurzumtriebsplantagen als Torfersatz zur Entwicklung von Pflanzsubstraten, Grow-Bags und Grow-Blocks; Teilvorhaben 1: Pflanzversuche und Entwicklung von Grow- Bags und Grow-Blocks - Akronym: GrowBags-GrowBlocksDie Erdenindustrie sucht Ersatz für den aus ökologischen Gründen zunehmend eingeschränkt verfügbaren Torf. Holzfasern sind hier eine interessante Alternative, da sie bei nachhaltiger Forstwirtschaft in bestimmten jährlichen Kontingenten praktisch endlos zur Verfügung stehen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, dem Umbau der Waldwirtschaft und dem Erhalt von Moorlandschaften im Sinne einer ökologischen Wirtschaft Rechnung zu tragen. Hierfür sollen Substratkomponenten für Blumenerde und Substrate, sowie Grow-Bags und Grow-Blocks für die Gemüseproduktion im Gewächshaus, als auch zukünftig verfügbaren Laubhölzern entwickelt und unter praxisnahen Bedingungen in Pflanzversuchen evaluiert werden. TP 1: Aufschluss von Laubhölzern mit niedriger Umtriebszeit und Hölzer aus Kurzumtriebsplantagen (KUP) zur Entwicklung von Pflanzsubstraten, Grow-Bags und Grow-Blocks (Kleeschulte Erden GmbH & Co. KG) TP 2: Praxisnahe Pflanzversuche mit Substraten, Grow-Bags und Grow-Blocks aus Laubholzfasern und Entwicklung von mit Protein gebundenen Grow-Bags und Grow-Blocks (Universität Göttingen)Prof. Dr. Alireza Kharazipour
Tel.: +49 551 39-33488
akharaz@gwdg.de
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Abt. Molekulare Holzbiotechnologie und Technische Mykologie
Büsgenweg 2
37077 Göttingen

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2020-12-31

31.12.2020
22004518Holzbasierte Hybridnanokomposite als multifunktionale Hochleistungsausgangsmaterialien für den 3D-Druck (Nanofibrills) - Akronym: NanofibrillsDer 3D-Druck ermöglicht die präzise Herstellung individuell angepasster Produkte und bietet ein großes Potential. Es werden aber gegenwärtig eine Vielzahl an nicht biologisch abbaubaren Materialien genutzt. Dies führt unmittelbar zu einer Erhöhung der globalen CO2-Emissionen sowie der Verschmutzung der Weltmeere. Daher ist es notwendig, neuartige Materialien auf Grundlage nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln. Cellulosenanofibrillen (CNF) aus Holz sind definiert als fibrillierte Nanopartikel mit einer Dicke von < 1 µm. Die Integration von CNF in 3D-gedruckte Bionanokomposite ist ein vielversprechender Ansatz um erneuerbare Materialien herzustellen, die ein niedriges Gewicht aufweisen und biologisch abbaubar sind. Zusätzlich könne CNF die mechanischen Eigenschaften von Verbundmaterialien signifikant verbessern. Im Rahmen des Forschungsprojektes sollen Hybrid-Materialien erzeugt werden, indem anorganischen Nanoteilchen mit der CNF verbunden werden. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Grundsubstanz aus CNF, deren Oberfläche im Rahmen einer kontrollierten radikalischen Polymerisation chemische modifiziert wird. Parallel werden anorganische Nanopartikel an der Oberfläche modifiziert, damit sie mit den modifizierten CNF verbunden werden können. Durch die kontrollierte radikalische Polymerisation wachsen die vorher ausgewählten Monomere auf der CNF, während sie zeitgleich die anorganischen Nanoteilchen mit der CNF verbinden. Dabei übertragen die anorganischen Nanopartikel ihre Eigenschaften auf das finale Material, während sie gleichzeitig eine Quervernetzung zwischen den einzelnen CNF ermöglichen. Dadurch wird ein starkes und widerstandsfähiges Netzwerk gebildet, das mittels 3D-Druck verarbeitet wird. Dieses Forschungsprojekt wird sich hauptsächlich auf das Tintenstrahldrucken konzentrieren, bei dem die erzeugten Hybridmaterialien als Gel vorliegen.Prof. Dr. Bodo Saake
Tel.: +49 40 822459-206
bodo.saake@uni-hamburg.de
Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik u. Naturwissenschaften - Fachbereich Biologie - Institut für Holzwissenschaften (IHW)
Leuschnerstr. 91
21031 Hamburg

2016-03-01

01.03.2016

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31.10.2020
22005115Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 2: Eigenschaftsprüfung - Akronym: EleiKDie Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur.In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt. Prof. Dr.-Ing. Hendrike Raßbach
Tel.: +49 3683 6882-112
h.rassbach@fh-sm.de
Hochschule Schmalkalden - Fakultät Maschinenbau - Forschungsgruppe nachwachsende Rohstoffe
Blechhammer 4-9
98574 Schmalkalden
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31.10.2020
22005215Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 3: Applikationsentwicklung - Akronym: EleiKDie Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur.In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt. Andreas Mühlenbein
Tel.: +49 2952 816-471
andreas.muehlenbein@meisterwerke.com
MeisterWerke Schulte GmbH
Johannes-Schulte-Allee 5
59602 Rüthen
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01.01.2020

2023-06-30

30.06.2023
22006018Verbundvorhaben: Entwicklung von Verfahren zur Verminderung der Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus Buchen-MDF; Teilvorhaben 1: Versuche zur Verminderung der Emission an flüchtigen organischen Säuren - Akronym: Buchen-MDFDas Forschungsvorhaben hat das Ziel, die Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus mitteldichten Faserplatten (MDF) aus Buchenholz durch praxisrelevante Maßnahmen erheblich zu reduzieren und hierdurch den Anwendungsbereich von Buchen-MDF zu erweitern. Buchen-MDF in Tiefziehqualität mit einer verminderten Essigsäureabgabe bieten Vorteile im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von 3D-Möbelfronten für Küchen- und Badmöbel. Da das Buchenholz bzw. die Buchenholzfasern von sich aus bereits vergleichsweise arm an primären Extraktstoffen (Terpene, Fette, Harze) sind, wird erwartet, dass sich eine verminderte Essigsäureabgabe der Buchen-MDF positiv auf das Emissionsverhalten und das 3D-Beschichtungsverhalten der MDF unter Einsatz von Polyurethanklebstoffen (PU-Klebstoffe) auswirkt und das Risiko einer Delaminierung der PVC-Folien bei Verwendung von PU-Klebstoffen reduziert wird. Ferner soll durch eine verringerte Essigsäureemission die Feuchtebeständigkeit bzw. die Hydrolyseresistenz von mit Klebstoffen auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanaten (PMDI) verleimten Buchen-MDF erhöht werden. Dies kommt der Bestrebung der Holzindustrie entgegen, MDF stärker im Bauwesen zu verwenden.Prof. Dr. Ursula Kües
Tel.: +49 551 39-7024
ukuees@gwdg.de
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Abt. Molekulare Holzbiotechnologie und Technische Mykologie
Büsgenweg 2
37077 Göttingen

2019-03-01

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2022-08-31

31.08.2022
22013718Verbundvorhaben: Entwicklung neuer thermo-mechanisch modifizierter Holzsubstrate aus einheimischen Hölzern zur witterungsbeständigen Pulverlackbeschichtung; Teilvorhaben 2: Neue modifizierte Holzsubstrate - Akronym: PulverLackHolzBeschichtungen im Außenbereich spielen bereits seit langer Zeit gerade in der Baubranche eine Rolle. Der Einsatz von Holzwerkstoffen oder Holz für Außenanwendungen wie Fassaden, Terrassenverkleidungen, Gartenausrüstungen oder Spielplatzausrüstungen erfordert zum Erreichen der Witterungsbeständigkeit eine entsprechende Oberflächenbehandlung. Dies geschieht überwiegend durch aufwändig aufgebrachte Beschichtungen mit flüssigen Lacksystemen in meist mehreren Prozessschritten. Prozessablauf und Wirtschaftlichkeit werden dabei durch die langen und energieintensiven Trocknungszeiten begrenzt. Häufig erfüllen die eingesetzten lösemittelhaltigen Lacke die entsprechenden Umweltanforde-rungen nicht. Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts der Luft führen jedoch bei Holzwerk-stoffen zum Quellen und Schwinden der Materialien, höhere Materialfeuchten dann auch zur mikrobiellen Besiedelung bzw. Zersetzung. Ziel ist, ein neuartiges Verfahren zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit, Formbeständigkeit und Dauerhaftigkeit holzbasierter Produkte / Werkstoffe für Außenanwendungen zu entwickeln. Realisiert werden soll dies durch die Entwicklung neuer thermisch modi-fizierter Holzbasissubstrate und durch die Entwicklung einer hochbeständigen, umweltschonenden Pulverlackbeschichtung für dieses neue Material.Prof. Dr.-Ing. Peer Haller
Tel.: +49 351 463-35575
peer.haller@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Stahl- und Holzbau - Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen
Georg-Schumann-Str. 7
01187 Dresden

2018-11-01

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2021-02-28

28.02.2021
22013918Verbundvorhaben: Entwicklung von neuartigen Zerkleinerungs- und Aufschlussverfahren zur Effizienzsteigerung der Aufbereitungs- und Aufschlussprozesse bei der Gewinnung von Plattformchemikalien aus lignocellulose-haltigen nachwachsenden Rohstoffen (ZerAuNa); Teilvorhaben 2: Biomasseaufschluss - Akronym: ZerAuNaDer Fokus des Verbundvorhabens liegt auf der Untersuchung der Auswirkungen der Zerkleinerungsverfahren auf die Ausbeuten eines neuen Aufschlussverfahrens mit "Switchable Hydrophilicity Solvents" (SHS). Im Rahmen des Vorhabens soll durch die kombinierte Entwicklung und Erprobung von Zerkleinerungsprozessen und des innovativen Aufschlussverfahrens die Rohstoff- und Energieeffizienz dieser beiden Prozessschritte erheblich gesteigert werden. Die Wahl des Zerkleinerungsprozesses beeinflusst die Eigenschaften der Zerkleinerungsprodukte und die dafür benötigte Energie. Der Erfolg des Aufschlussverfahrens ist abhängig von diesen Eigenschaften, da die Oberfläche des Holzes vergrößert und die Eindringtiefe des Lösungsmittels in den Lignocellulose-Verbund erhöht wird. Dadurch soll der Verbrauch von Wasser, Chemikalien und Energie sowie die Entstehung von belasteten Abwässern minimiert werden. Sarah Böringer
Tel.: +49 721 4640-660
sarah.boeringer@ict.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
76327 Pfinztal
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2019-10-01

01.10.2019

2022-09-30

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22014718Verbundvorhaben: Acetylierung dünner Furniere und Holzfasern mittels in situ erzeugtem Keten zur Verbesserung der Beständigkeit daraus hergestellter Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 2: Aufbau und Betrieb der Acetylierungsanlage - Akronym: FiVeKetAufbau einer Acetylierungsanlage im Kleinmaßstab. Beratende Mitwirkung bei der Konstruktion der Acetylierungsreaktoren. Bereitstellung einen Keten umrüstbaren 100 l Sterilisators. Umrüsten und Umprogramieren der Anlage. Programmabläufe optimieren. Teilnahme an Experimenten zur Acetylierung. Beratung zu Sicherheitseinrichtungen. Mitwirkung bei der Herstellung eines Formsitzes. Torsten Ilka
Tel.: +49 6732 9370-0
monika.ramberger@dmb-apparatebau.de
DMB Apparatebau GmbH
Spiesheimer Weg 25 a
55286 Wörrstadt

2018-11-01

01.11.2018

2021-02-28

28.02.2021
22017617Verbundvorhaben: Entwicklung von neuartigen Zerkleinerungs- und Aufschlussverfahren zur Effizienzsteigerung der Aufbereitungs- und Aufschlussprozesse bei der Gewinnung von Plattformchemikalien aus lignocellulose-haltigen nachwachsenden Rohstoffen (ZerAuNa); Teilvorhaben 1: Biomassezerkleinerung - Akronym: ZerAuNaDer Fokus des Verbundvorhabens liegt auf der Untersuchung der Auswirkungen der Zerkleinerungsverfahren auf die Ausbeuten eines neuen Aufschlussverfahrens mit "Switchable Hydrophilicity Solvents" (SHS). Im Rahmen des Vorhabens soll durch die kombinierte Entwicklung und Erprobung von Zerkleinerungsprozessen und des innovativen Aufschlussverfahrens die Rohstoff- und Energieeffizienz dieser beiden Prozessschritte erheblich gesteigert werden. Die Wahl des Zerkleinerungsprozesses beeinflusst die Eigenschaften der Zerkleinerungsprodukte und die dafür benötigte Energie. Der Erfolg des Aufschlussverfahrens ist abhängig von diesen Eigenschaften, da die Oberfläche des Holzes vergrößert und die Eindringtiefe des Lösungsmittels in den Lignocellulose-Verbund erhöht wird. Dadurch soll der Verbrauch von Wasser, Chemikalien und Energie sowie die Entstehung von belasteten Abwässern minimiert werden.Prof. Dr.-Ing. Ulrich Teipel
Tel.: +49 911 5880-1471
ulrich.teipel@th-nuernberg.de
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm - Fakultät Verfahrenstechnik - FG Partikeltechnologien, Rohstoffinnovationen und Ressourcheneffizienz
Keßlerplatz 12
90489 Nürnberg
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2017-09-01

01.09.2017

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31.08.2021
22018216Ermüdungsverhalten von Bauteilen aus WPC im Anwendungsfeld der FördertechnikIm Projektvorhaben soll das Ermüdungsverhalten von Bauteilen aus Wood Plastic Composite (WPC) im Anwendungsfeld der Fördertechnik erforscht werden. Kernsegment im Projekt ist das hochgefüllte WPC-Extrusionsprofil als Trag- und Gleitelement im Hängefördersystem (HFS). Im ersten Schritt des Vorhabens soll das Kriechverhalten (langzeitstatisch) und Ermüdungsverhalten unter dynamisch-schwingender Belastung (langzeitdynamisch) am produktspezifischen WPC-Material und am WPC-Systembauteil untersucht werden. Das Prüfregime bezieht sich dabei auf das reale Belastungskollektiv in der Anwendung des Hängefördersystems. Zur Materialcharakteristik sind Methoden aus der Holz- und Kunststofftechnik angedacht. Aufbauend auf die Material- und Bauteiluntersuchungen ist die Überwachung der langzeitmechanischen Eigenschaften im Dauerlauftest des HFS angedacht. Dieser Dauerlauftest unterteilt sich in Labortest und Prototypentest im industriellen Umfeld. s. ausführliche VorhabenbeschreibungDr.-Ing. Jens Sumpf
Tel.: +49 371 531-32853
jens.sumpf@mb.tu-chemnitz.de
Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe - Professur Fördertechnik
Reichenhainer Str. 70
09126 Chemnitz
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2019-12-01

01.12.2019

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30.11.2021
22020318Verbundvorhaben: Machbarkeitsstudie zur Entwicklung von neuartigen, biobasierten, flexiblen Thermoplastholzstrukturen aus Holzwolle unter Verwendung der Fadenbildungstechnik für komplexe geformte, biobasierte Composite; Teilvorhaben 1: Entwicklung der Thermoplastholzstrukturen - Akronym: Lignowool-THSDas Gesamtziel des Vorhabens ist die Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur erstmaligen Entwicklung und technischen Umsetzung von gleichmäßigen, flexiblen, biobasierten, flächigen Thermoplastholzstrukturen aus Holzwolle und Bio-Thermoplastfasern, z. B. Polylactide (PLA), bzw. technischen Thermoplastfasern unter Verwendung von weiterzuentwickelnden Labortextilmaschinen der Fadenbildungstechnik. Dazu wird eine vielversprechende, neuartige Prozesskette von der Holzwollezerlegung und -aufbereitung über deren Homogenisierung und Ausrichtung bis zur flächigen fixierten Thermoplastholzstruktur untersucht. Dieses neuartige Zwischenprodukt schließt, bezogen auf die technische Nutzung, eine Lücke im Bereich der Holzwerkstoffe, führt den nachwachsenden Rohstoff Holzwolle einer deutlich höheren Wertschöpfung zu und verbessert die Ressourceneffizienz bezogen auf die reststoffarme Nutzung des Holzes. Basierend auf diesen neuartigen Halbzeugen können komplex geformte, biobasierte Composites für technische Anwendungen (z. B. als Flächenstruktur im Wohninterieurbereich, wegen ihrer guten Dämmeigenschaften, verbunden mit sichtbarer Holzästhetik im Innen-ausbau, für Sonnenschutz, Segel, Windschutz oder für flexible Behältersysteme, Autoindustrie, Leichtbau, Holzbau, Anlagen- und Innenausbau, Medizintechnik) entwickelt werden. Dieses Vorprojekt soll mit der einfachen Herstellung von Funktionsmustern aus den neuartigen Halbzeugen abgeschlossen werden. Wenngleich eine erweiterte Verarbeitung dieses neuartigen Halbzeuges zu komplex geformten, biobasierten Compositen für technische Anwendungen angestrebt wird, soll bewusst in diesem Vorprojekt noch darauf verzichtet werden. Diese Forschungsarbeit wird gemeinsam vom Institut für Naturstofftechnik, Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik (HFT), dem Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) sowie den assoziierten Unternehmen.Prof. Dr.-Ing. habil Chokri Cherif
Tel.: +49 351 463-39300
chokri.cherif@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik
Hohe Str. 6
01069 Dresden
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22021218Verbundvorhaben: Sequentielles Extraktionsverfahren zur Gewinnung hochwertiger Intermediate aus Buchenholz (XyloSolv); Teilvorhaben 1: Prozessentwicklung - Akronym: XyloSolvDas Gesamtvorhaben teilt sich in drei Teilvorhaben auf, in denen die Projektpartner jeweils ihre Arbeiten durchführen. Gemeinsames Ziel des Vorhabens ist, wie oben ausführlich dargestellt, die Erarbeitung, Erprobung und Skalierung eines neuartigen sequenziellen Extraktionsverfahrens, welches erstmals die Gewinnung von hochreinem Xylan, Lignin und Faserstoff aus Buchenholz ermöglichen soll. Damit ist ein Anlagenkonzept verbunden, das bereits im verhältnismäßig kleinen Maßstab wirtschaftlich betrieben werden kann und so den Ansatz einer buchenholzbasierten Bioraffinerie erstmals industriell umsetzt. Das Fraunhofer CBP verfolgt die Zielstellung der Entwicklung eines Gesamtprozesses der gekoppelten Xylan- und Ligningewinnung. Der Gesamtprozess wird im Hinblick auf Produktausbeuten und -reinheiten, deren ökonomischer Verwendung und dem Recycling der Hilfsstoffe optimiert.Dr. Ireen Gebauer
Tel.: +49 3461 43-9133
ireen.gebauer@cbp.fraunhofer.de
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
Am Haupttor 1251
06237 Leuna

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22022317Verbundvorhaben: Entwicklung neuer thermo-mechanisch modifizierter Holzsubstrate aus einheimischen Hölzern zur witterungsbeständigen Pulverlackbeschichtung; Teilvorhaben 1: Witterungsbeständige Pulverbeschichtungen auf Holz - Akronym: modPulverholzBeschichtungen im Außenbereich spielen bereits seit langer Zeit gerade in der Baubranche eine Rolle. Der Einsatz von Holzwerkstoffen oder Holz für Außenanwendungen wie Fassaden, Terrassenverkleidungen, Gartenausrüstungen oder Spielplatzausrüstungen erfordert zum Erreichen der Witterungsbeständigkeit eine entsprechende Oberflächenbehandlung. Dies geschieht überwiegend durch aufwändig aufgebrachte Beschichtungen mit flüssigen Lacksystemen in meist mehreren Prozessschritten. Prozessablauf und Wirtschaftlichkeit werden dabei durch die langen und energieintensiven Trocknungszeiten begrenzt. Häufig erfüllen die eingesetzten lösemittelhaltigen Lacke die entsprechenden Umweltanforderungen nicht. Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts der Luft führen jedoch bei Holzwerkstoffen zum Quellen und Schwinden der Materialien, höhere Materialfeuchten dann auch zur mikrobiellen Besiedelung bzw. Zersetzung. Ziel ist, ein neuartiges Verfahren zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit, Formbeständigkeit und Dauerhaftigkeit holzbasierter Produkte / Werkstoffe für Außenanwendungen zu entwickeln.Dipl.-Ing. Petra Schulz
Tel.: +49 351 4662-316
petra.schulz@ihd-dresden.de
Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH
Zellescher Weg 24
01217 Dresden

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22024717Herstellung von leistungsfähigen Nanocomposites aus nanofibrillierter Cellulose und Polylactid (CelLac) - Akronym: CelLacZiel des Vorhabens war die Herstellung von mit nanofibrillierter Cellulose (NFC) verstärkten Biopolymeren durch einen neuen innovativen Verfahrensansatz. Dieser ermöglicht es, stark polare NFC-Fasern unter Verhinderung einer Verhornung und Agglomeration in PLA einzubringen und zudem eine gleichmäßige Verteilung der Fasern im Kunststoff zu erzielen. Die Cellulosefasern werden dabei über ein Trägermedium in die weniger polare Kunststoffmatrix eingebracht, wobei die NFC-TM Mischung als rieselfähiges und wasserfreies Granulat hergestellt wird, die im Extruder einfach dosierbar ist. Auf diese Weise sollten komplett biobasierte Composites mit verbesserten thermo-mechanischen Eigenschaften, die bisher von biobasierten Kunststoffen nicht abgedeckt werden können, erzeugt werden. Nachdem in einem Vorprojekt die Machbarkeit der Verfahrensidee bereits aufgezeigt werden konnte, stand die Verbesserung des Gesamtverfahrens und die Eigenschaftsoptimierung der Compounds im Zentrum der Arbeiten. Dabei wurden folgende konkreten Einzelziele bearbeitet: (1) Verbesserung der NFC-Herstellung: Reduzierung von Chemikalienbedarf und Reaktionsdauer der TEMPO-Oxidation; (2) Optimierung des mechanischen Energieeintrags zur Faservereinzelung unter Verwendung eine Rührwerkskugelmühle, eines Ultraschallprozessors oder einer Kombination aus beidem sowie Reduzierung der Reaktionsdauer; (3) Erarbeitung einer technischen Lösung zur gleichmäßigen Verteilung der Fasern im Trägermedium, um folgende Eigenschaften der TM-Fasermischung zu erreichen: (a) geringer Wassergehalt, (b) Verhinderung von Verhornung, (c) Rieselfähigkeit, (d) Dosierbarkeit. Erreicht werden sollte dies durch (mehrstufige) Druckfiltration und/oder Trocknung. Außerdem sollte getestet werden, ob die Fasern so funktionalisiert werden können, dass sich das System leichter entwässern lässt; (4) Erarbeitung der Verfahrensparameter für Extrusion und Spritzguss. Die technische Lösung sollte gut skalierbar und wirtschaftlich umsetzbar sein. Die bei der TEMPO-Oxidation eingesetzte Chemikalienmenge wurde im Vergleich zum Vorprojekt ZelluPol auf ein Fünftel reduziert. Als Aufschlussmethoden zur Vereinzelung der Fasern zu NfC wurden eine Rührwerkskugelmühle (RWK), ein Ultraschallprozessor (U) oder eine Kombination aus beidem eingesetzt. In allen Fällen wurde die Bildung von Nanofasern aber auch jeweils verbliebene dickere Fasern beobachtet. Neu getestet und optimiert wurde die Kombination aus Filtration und thermischer Trocknung zur Herstellung der Faser-Trägermedium-Gemische. Für alle mechanischen Vereinzelungsmethoden konnten wasserfreie und rieselfähige Gemische Fasern mit PEG oder D-Sorbitol hergestellt werden, jeweils in den Anteilen 50 Masse-% Fasern und 50 Masse-% Trägermedium und ohne eine Verhornung der Fasern. Dabei waren die mittels U aufgeschlossenen Fasern am leichtesten filtrierbar. Eine Funktionalisierung der Fasern mit Diamin verbesserte auch die Filtrierbarkeit der anderen Proben. Während sich der Laborextruder aufgrund der hohen notwendigen Verweilzeiten und Temperaturen für die Verarbeitung als ungeeignet erwies, konnten im Technikumsextruder für die mittels Ultraschall vereinzelten Fasern und PEG als Trägermedium Compounds ohne Faseragglomerate und ohne thermische Faserschädigung hergestellt werden. Der Effekt der Verstärkung von PLA mit Nanofasern, d.h. der Einfluss auf die mechanischen Kennwerte, war gering. Insgesamt konnte die Verfahrenskette zur Herstellung der Compounds optimiert werden: Faseraufschluss mittels Ultraschall, drucklose Filtration und thermische Trocknung zur Herstellung wasserfreier, rieselfähiger NFC-PEG-Gemische. Dies wird als gut skalierbar eingeschätzt. Die Ergebnisse der thermo-mechanischen Tests waren nicht zufriedenstellend. Es wird aber davon ausgegangen, dass sich zukünftig durch ggf. weitere Erhöhung des Faseranteils im NFC-PEG Gemisch und ggf. Anpassung der Chemikalienmenge bei der TEMPO-Oxidation die Werte verbessern lassen. Dr.-Ing. Gudrun Gräbe
Tel.: +49 721 4640-302
gudrun.graebe@ict.fraunhofer.de
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22025618Verbundvorhaben: Thermoplastische Ligninvarianten als Teilsubstitut in Bitumenformulierungen für verschiedene Bauleistungen (Lignobitumen); Teilvorhaben 1: Chemische Modifizierung von Kraftlignin - Akronym: LignobitumenGesamtziel der Machbarkeitsstudie ist die Teilsubstitution fosiler Bitumenbindemittel durch thermoplastische Lignine, unter Erhalt / Verbesserung der techn. u. Materialeigenschaften des Bindemittels, das flexibel in verschiedenen Bauweisen verwendet wird. In den neuen Lignobitumen-Bindemitteln wird der Anteil an thermoplastischen Ligninen über dem des Standes der Technik liegen (Substitutionsgrade 50-70%), bei Verbesserung /Erhalt von Kenndaten der Standards (70/100, B 160/220). Dies ermöglicht eine notwendige Wissensbasis (chemischen Modifizierung, spezifischen Materialkenndaten). Sie ist Grundlage zur Prozessentwicklung / Hochskalierung bis TRG 6. Für die Darstellung von ausgewählten thermoplastischen Ligninen, mit unterschiedlichem Eigenschaftsprofil, sind skalierbare, Pfropfungen mit funktionalen Verbindungen u. Veresterung der Co-Polymere notwendig. Syntheseprotokolle, Betriebsanweisungen u. Gefährdungsbeurteilungen werden erarbeitet. Umgesetzt werden nur höher-skalierbare Prozesse. Dies ermöglicht eine Bandbreite an Produkten, deren Eigenschaften flexibel auf Anforderungen in Bauweisen zugeschnitten werden. Die Lignobitumen-Bindemittel dienen als Plattformen, auf deren Grundlage die Einstellung spezifischer Eigenschaften für verschiedene Baumaßnahmen realisierbar ist.Dr. Detlef Schmiedl
Tel.: +49 721 4640-747
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31.10.2020
22026614Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 1: Klebstoffentwicklung - Akronym: EleiKDie Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur.In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt.Dr. Daniela Klein
Tel.: +49 5231 749-5318
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Jowat SE
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32758 Detmold
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22026916Verbundvorhaben: Entwicklung von Lignin-basierten Bindemitteln und deren Formulierung zu Offset-Druckfarben (LignoPrint); Teilvorhaben 3: Entwicklung und Testung von Basisformulierungen für Druckfarben - Akronym: Ligno-PrintIm Rahmen dieses Teilprojektes werden neuartige Lignin-basierte Polyether und Polyester entwickelt, die als Kolophonium-freie Bindemittelkomponente für Offset-Druckfarben verwendet werden sollen. Dabei wird der Fokus auf die Modifikation von technisch verfügbaren Ligninen gelegt, welche kommerziell in großen Mengen verfügbar sind. Der Schwerpunkt der Arbeiten der Flint Group liegt auf der Entwicklung von Lignin basierten Offsetdruckfarben. Die neuartigen Harzkomponenten werden insbesondere auf ihre Verträglichkeit in nachhaltigen Lösemitteln für Offset-Bindemittel wie vegetabile Öle oder Fettsäureester untersucht. Hierbei spielt die Polarität der Harzkomponente und Verdruckbarkeit im lithografischen Prozess eine zentrale Rolle. Die Anforderungen an die Offsetdruckfarben bzw. deren Bindemitteln sind dabei vom Offsetdruckverfahren (Bogenoffset, Rollenoffset-Heatset und -Coldset) und deren spezifischen, hauptsächlich auf der Trocknung der Druckfarben beruhenden technischen Differenzierungen abhängig. Die Formulierungen mit den neuen Harzentwicklungen werden an die Anforderungen angepasst.Dr. rer. nat. Roland Thiem
Tel.: +49 711 9816-747
roland.thiem@flintgrp.com
Flint CPS Inks Germany GmbH
Sieglestr. 25
70469 Stuttgart
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22027718Verbundvorhaben: Nutzung von Laubhölzern und Hölzern aus Kurzumtriebsplantagen als Torfersatz zur Entwicklung von Pflanzsubstraten, Grow-Bags und Grow-Blocks; Teilvorhaben 2: Aufschluss von Laubhölzern mit niedriger Umtriebszeit und Hölzer aus KUP zur Entwicklung von Pflanzsubstraten, Grow-Bags und Grow-Blocks - Akronym: GrowbagThema und Gesamtziel des Projektes Das diesem Projektantrag zugrundeliegende Thema lautet: "Nutzung von Laubhölzern und Hölzern aus Kurzumtriebsplantagen als Torfersatz zur Entwicklung von Pflanzsubstraten, Grow-Bags und Grow-Blocks" Kurzfassung Die Erdenindustrie sucht Ersatz für den aus ökologischen Gründen zunehmend eingeschränkt verfügbaren Torf. Holzfasern sind hier eine interessante Alternative, da sie bei nachhaltiger Forstwirtschaft in bestimmten jährlichen Kontingenten praktisch endlos zur Verfügung stehen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, dem Umbau der Waldwirtschaft und dem Erhalt von Moorlandschaften im Sinne einer ökologischen Wirtschaft Rechnung zu tragen. Hierfür sollen Substratkomponenten für Blumenerde und Substrate, sowie Grow-Bags und Grow-Blocks für die Gemüseproduktion im Gewächshaus, aus auch zukünftig verfügbaren Laubhölzern entwickelt und unter praxisnahen Bedingungen in Pflanzversuchen evaluiert werden. TP 1: Aufschluss von Laubhölzern mit niedriger Umtriebszeit und Hölzer aus Kurzumtriebsplantagen (KUP) zur Entwicklung von Pflanzsubstraten, Grow-Bags und Grow-Blocks (Kleeschulte Erden GmbH & Co. KG) TP 2: Praxisnahe Pflanzversuche mit Substraten, Grow-Bags und Grow-Blocks aus Laubholzfasern und Entwicklung von mit Protein gebundenen Grow-Blocks (Universität Göttingen) Die Verwendung von Torf als Rohstoff für die Herstellung von Pflanzensubstraten dominiert nach wie vor in der Erdenindustrie. In den letzten Jahrzehnten wird der Abbau von Torf aus ökologischen Gründen zunehmend eingeschränkt. Als alternative Substratrohstoffe haben sich in der Erdenindustrie im bestimmten Umfang Perlite, Kokosfasern, Kompost und auch Holzfasern aus Nadelhölzern etabliert. Besonders interessant erscheinen hier die Holzfasern, da der Rohstoff Holz nachhaltig in bestimmten jährlichen Kontingenten unendlich zur Verfügung steht. Alleine die Kleeschulte Erden GmbH & Co. KG produzieren am Standort Rüthen aktuell über 250.000 m³ Nadelholzfasern, dieDr. Wilfred Vrochte
Tel.: +49 2952 9726-21
w.vrochte@kleeschulte-erden.de
Kleeschulte Erden GmbH & Co. KG
Briloner Str. 14
59602 Rüthen

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22028116Verbundvorhaben: Entwicklung von Lignin-basierten Bindemitteln und deren Formulierung zu Offset-Druckfarben (LignoPrint); Teilvorhaben 2: Scale-up der Synthesen - Akronym: Ligno-PrintWorlée Chemie wird in diesem Teilprojekt Polyester und Polyether auf Lignin-Basis entwickeln, die als alternatives Druckfarbenbindemittel für den Rollen-Offsetdruck verwendet werden können. Dabei soll ein hoher Anteil an nachwachsenden Rohstoffen in die Polymere eingebaut werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten von Worlée Chemie wird in Rahmen dieses Projekts auf der Synthese Lignin-basierter Polyester liegen. Als Ligninquelle soll nur kommerziell erhältliches Kraft- oder Soda-Lignin verwendet werden, da diese Lignin-Arten als industrielles Nebenprodukt anfallen auch wirtschaftlich von Interesse sind. Weiterhin wird Worlée Chemie auch das Fraunhofer WKI bei der Synthese der Lignin-basierten Polyethern unterstützen. Bei den Lignin-basierten Polyethern wird Worlée Chemie vor allem durch Optimierungsversuche das Fraunhofer WKI unterstützen. Sobald erste vielversprechende Rezepturen vom Fraunhofer WKI entwickelt wurden, wird Worlée Chemie weitere Rezepturveränderungen durchführen, um so die Lignin-basierten Polyether an den Technikummaßstab anzupassen. Im Falle der Lignin-basierten Polyester werden Worlée Chemie und das Fraunhofer WKI sich die Forschungsarbeiten so aufteilen, dass eine große Bandbreite an Polyestern mit unterschiedlichen Eigenschaften erhalten werden kann. Dabei wird Worlée Chemie sich auf weiche, flexible Polyester konzentrieren. Hier sollen die bio-basierten Monomere Sebazinsäure und 1,4-Butandiol in Kombination mit anderen aliphatischen Bausteinen verwendet werden. Ein weiterer Schwerpunkt wird auf die Verwendung von Fettsäuren gelegt, um die Hydrophobie der synthetisierten Bindemittel einstellen zu können, die für den Offset-Rollendruck von großer Bedeutung ist.Dr. Toine Biemans
Tel.: +49 4153 5964760
tbiemans@worlee.de
Worlée-Chemie GmbH - Werk Lauenburg
Worléestr. 1
21481 Lauenburg
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22033318ForestValue: Bewertung von Kleinprivatwäldern als Rohstofflieferanten einer biobasierte Ökonomie - Akronym: ValoForKleinprivatwaldbesitzer bewirtschaften etwa 60% der Waldfkläche Europas und liefern einen großen Anteil der holzbasierten Rohstoffe für die bio-basierte Industrie. Zusätzlich stellen sie vielfältige Ökosystemdienstleistungen bereit. Im Rahmen der gegenwärtigen sozialen Veränderungen in Europa ist ein erheblicher Wandel der Werte, Orientierung und Einstellung von Waldbesitzern festzustellen, der starke Auswirkungen auf die Waldbewirtschaftung und die Bereitstellung von Holz hat. Zudem unterscheiden sich die Strukturen und Größe von Kleinprivatwäldern und die gesetzlichen Regelungen und Fördermaßnahmen in verschiedenen Ländern Europas. Das Ziel das Projekts ValoFor ist, den Beitrag von Kleinprivatwaldbesitzern beim Übergang zu einer holzbasierten Bioökonomie zu verstehen, indem deren spezifischen Bewirtschaftungsstrategien untersucht werden. Dazu werden unterschiedliche Strategien abgefragt und in der Folge deren Auswirkungen auf das Holzaufkommen, auf verschiedene Ökosystemdienstleistungen und auf die Anpassungfähigkeit der Wälder an den Klimawandel analysiert. Dieses Konzept erlaubt neue Einsichten in die Verknüpfung von Umwelt und Bewirtschaftung in Kleinprivatwäldern und beziffert deren tatsächlichen Beitrag zu einer biobasierten Ökonomie. Gleichzeitig werden die Grenzen für die Bewirtschaftung von Kleinprivatwäldern ausgelotet und Maßnahmen für eine Steigerung der Bewirtschaftungsaktivität entwickelt.Prof. Dr. Andreas Bolte
Tel.: +49 3334 3820-344
andreas.bolte@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Waldökosysteme
Alfred-Möller-Str. 1
16225 Eberswalde

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22035118Entwicklung eines ligninmodifizierten Bindemittels auf Epoxidharzbasis für Reaktionsharzbetone (EpoLig) - Akronym: EpoLigDas Projektziel besteht in der Entwicklung von Epoxidharzen, die mit dem nachwachsenden Rohstoff Lignin modifiziert sind. Die Eigenschaften der zu entwickelnden Blends sollen mit denen konventioneller Epoxidharze vergleichbar sein und möglichst einen großen Ligninanteil besitzen. Während der Foschungspartner Fraunhofer IAP den entscheidenden Anteil der Polymerentwicklung übernimmt, steht für das Fraunhofer IKTS im Wesentlichen die Eruierung der Einsatzmöglichkeiten dieser modifizierten Harze im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Unter Einbeziehung der Vorschläge der im Projekt involvierten Industriepartner, soll die technische Eignung der Blends angepasst werden. Für die Verarbeitbarkeit der modifizierten Harze sind im Wesentlichen deren Viskosität und deren Härtungscharakteristika (Warm- bzw. Kalthärtung, Induktions-, Gelier- und Härtungszeit) zu nennen. Im Anschluss an die Vernetzung sind die mechanischen, thermischen sowie chemischen Charakteristika der Lignin-EP-Blends zu bestimmen und mit konventionellen Harzen zu vergleichen. Die Zielstellung ist dabei, durch eine möglichst umfassende Charakterisierung der entwickelten ligninhaltigen Systeme potentielle Anwendungsfelder abzuleiten. Als erste mögliche Applikation ist der Einsatz dieser Systeme in Reaktionsharzbetonen zu nennen. Durch ein iteratives Vorgehen soll ein geeignetes Harz-Füllstoff-System entwickelt werden, dessen Verarbeitungseigenschaften mit konventionellen Reaktionsharzbetonen vergleichbar sind. Für die resultierenden Werkstoffeigenschaften des Reaktionsharzbetons ist vor allem zu klären, ob die hydrophoben Eigenschaften der Ligninanteile zu einer Verringerung der Feuchtigkeitsaufnahme der Duromerphase nach der Aushärtung beitragen. Da konventionelle Reaktionsharzbetone oftmals bei Wasserauslagerung einen erheblichen Verlust ihrer mechanischen Eigenschaften aufweisen, würden sich durch die Verringerung dieses Effektes sehr große Möglichkeiten für Anwendungen auftun.Dr. rer. nat. Gunnar Engelmann
Tel.: +49 331 568-1210
gunnar.engelmann@iap.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)
Geiselbergstr. 69
14476 Potsdam
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22036714Verbundvorhaben: Entwicklung von Lignin-basierten Bindemitteln und deren Formulierung zu Offset-Druckfarben (LignoPrint); Teilvorhaben 1: Synthese Lignin-basierter Polyether und Polyester als Bindemittel für Offset-Druckfarben - Akronym: Ligno-PrintIm Rahmen dieses Teilprojektes werden neuartige Lignin-basierte Polyether und Polyester entwickelt, die als Kolophonium-freie Bindemittelkomponente für Rollenoffset-Druckfarben verwendet werden sollen. Dabei wird ein Fokus auf die Modifikation von technisch verfügbarem Kraft-Lignin und Soda-Lignin gelegt, welches kommerziell in großen Mengen verfügbar ist und derzeit nur thermisch genutzt wird. Das Fraunhofer WKI wird sich während des Projekts auf die Synthese Lignin-basierter Polyether und Polyester konzentrieren, wobei der Schwerpunkt auf den Polyethersynthesen liegen wird. Für die Lignin-basierten Polyether ist vorgesehen die OH-Gruppen des Lignins entweder mit Polyglykolethern oder mit Glycidylestern der Kochsäuren umzusetzen. Durch diese beiden Synthesewege können so Lignin-basierte Polyether mit einer unterschiedlichen Hydrophobie synthetisiert werden und so auf die Bindemittelanforderung des Rollenoffset-Drucks eingestellt werden. Bei den Lignin-basierten Polyestern wird das Lignin mit Diolen und Disäuren umgesetzt, um so die OH-Gruppen zu verestern. In Absprache mit Worlée Chemie wird das Fraunhofer WKI den Schwerpunkt auf zähe Polyester legen. Dabei sollen vor allem bio-basierte Komponenten verwendet werden. Hier kommen unter anderem 1,3-Propandiol, Glycerin, Bernsteinsäure und Isosorbid in Frage. So können Bindemittel mit einem hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen synthetisiert werden. Des Weiteren wird das Fraunhofer WKI zusammen mit den Projektpartnern eine gründliche Studie der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen durchführen, um so die Materialeigenschaften der Polyester an den Rollenoffset-Druck anpassen zu können.Dr. Stefan Friebel
Tel.: +49 531 2155-329
stefan.friebel@wki.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig
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2218WK11A3Verbundvorhaben: Entwicklung einer Entscheidungsmatrix für die zukünftige Laubholznutzung im Rahmen einer effizienten Bioökonomie; Teilvorhaben 1: Nutzungspotential und innovative Nutzungsmöglichkeiten von Laubholz und Erstellung einer Entscheidungsmatrix - Akronym: LauBiOekZiel des Projekts ist die Analyse der ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen verschiedener Nutzungsformen von Laubholz als Bestandteil einer nationalen und regionalen Bioökonomie-Strategie am Beispiel des Bundeslandes Bayern. Dazu sollen die Potenziale und Herausforderungen einer innovativen Laubholzverwendung analysiert und Lösungsvorschläge entwickelt werden. Auf Basis von technischen, rechtlichen und strukturellen Kriterien sowie Nachhaltigkeitsindikatoren soll eine Entscheidungsmatrix für die Akteure der Wald-Forst-Holz-Kette erarbeitet werden, mit der es möglich ist, verschiedene alternative Nutzungsmöglichkeiten für die zukünftige Laubholznutzung anhand von Produktlinien sowie regionaler Ressourcen-Szenarien zu bewerten und Handlungsmöglichkeiten abzuleiten.Dr. Jürgen Bauer
Tel.: +49 8161 96995-60
bauer@cluster-forstholzbayern.de
Cluster-Initiative Forst und Holz in Bayern gGmbH
Obere Hauptstr. 36
85354 Freising

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2218WK11B3Verbundvorhaben: Entwicklung einer Entscheidungsmatrix für die zukünftige Laubholznutzung im Rahmen einer effizienten Bioökonomie; Teilvorhaben 2: Bewertung spezifischer Produktlinien innovativer Laubholznutzung im regionalen Kontext. - Akronym: LauBiOekZiel des Projekts ist die Analyse der ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen verschiedener Nutzungsformen von Laubholz als Bestandteil einer nationalen und regionalen Bioökonomie-Strategie am Beispiel des Bundeslandes Bayern. Dazu sollen die Potenziale und Herausforderungen einer innovativen Laubholzverwendung analysiert und Lösungsvorschläge entwickelt werden. Auf Basis von technischen, rechtlichen und strukturellen Kriterien sowie Nachhaltigkeitsindikatoren soll eine Entscheidungsmatrix für die Akteure der Wald-Forst-Holz-Kette erarbeitet werden, mit der es möglich ist, verschiedene alternative Nutzungsmöglichkeiten für die zukünftige Laubholznutzung anhand von Produktlinien sowie regionaler Ressourcen-Szenarien zu bewerten und Handlungsmöglichkeiten abzuleiten.Prof. Dr. Gabriele Weber-Blaschke
Tel.: +49 8161 71-5635
weber-blaschke@hfm.tum.de
Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft
Winzererstr. 45
80797 München

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2218WK11C3Verbundvorhaben: Entwicklung einer Entscheidungsmatrix für die zukünftige Laubholznutzung im Rahmen einer effizienten Bioökonomie; Teilvorhaben 3: Stoffstrombilanz und Wertschöpfungsanalyse für eine innovative Laubholznutzung. - Akronym: LauBiOekZiel des Projekts ist die Analyse der ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen verschiedener Nutzungsformen von Laubholz als Bestandteil einer nationalen und regionalen Bioökonomie-Strategie am Beispiel des Bundeslandes Bayern. Dazu sollen die Potenziale und Herausforderungen einer innovativen Laubholzverwendung analysiert und Lösungsvorschläge entwickelt werden. Auf Basis von technischen, rechtlichen und strukturellen Kriterien sowie Nachhaltigkeitsindikatoren soll eine Entscheidungsmatrix für die Akteure der Wald-Forst-Holz-Kette erarbeitet werden, mit der es möglich ist, verschiedene alternative Nutzungsmöglichkeiten für die zukünftige Laubholznutzung anhand von Produktlinien sowie regionaler Ressourcen-Szenarien zu bewerten und Handlungsmöglichkeiten abzuleiten. Ludwig Lehner
Tel.: +49 9443 906-712
ludwig.lehner@bwc-consulting.com
.bwc management consulting GmbH
Kagrastr. 18 a
93326 Abensberg

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2218WK28X3Verpackungen aus Lignocelluloseschäumen - Akronym: WoodPackLeichte Materialien in Form von Schäumen finden in den vielfältigsten Bereichen Einsatz. Zu den bekanntesten Produkten zählen Polymerschaumstoffe, die vorwiegend aus petrochemischen Grundstoffen hergestellt werden. Unter Berücksichtigung der Diskussion um den Klimawandel nehmen jedoch nachhaltige Technologien und Werkstoffe durch eine verstärkte Nutzung nachwachsender Rohstoffe immer stärker an Bedeutung zu. Durch Substitution petrochemisch basierter Produkte durch Holz und die Bewertung der daraus hergestellten Produkte nach ihren klimaschädigenden Wirkungen weisen Lignocelluloseschäume eine hohe Attraktivität auf. Die nachhaltige Nutzung von Biomasse bedeutet keineswegs eine direkte thermische, sondern im Idealfall eine vorherige stoffliche Nutzung und somit CO2-Fixierung. Durch den ökologischen Waldumbau werden Industrie und Forschung mit einem höheren Laubholzangebot und einem damit einhergehenden veränderten Rohstoffsortiment konfrontiert. So müssen neue Einsatzgebiete für Laubholz und daraus hergestellte innovative Produkte erschlossen werden, was mit einer erhöhten Wertschöpfung einhergeht. Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Herstellung eines leichten und druckfesten, geschäumten Verpackungsmaterials aus Buche und geringwertigen Laubhölzern. Hierbei sollen lignocellulosehaltige Fasersuspensionen durch chemische und physikalische Prozesse unter Berücksichtigung stofflicher und verfahrenstechnischer Einflussparameter aufgeschäumt werden.Dr. Nina Ritter
Tel.: +49 531 2155-353
nina.ritter@wki.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig

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2219NR018ForestValue: Management für Multifunktionalität in europäischen Wäldern im Bereich der Bioökonomie - Akronym: MultiForestDie Waldbewirtschaftung unterliegt verschiedenen und oft widersprüchlichen gesellschaftlichen Anforderungen, was zu einer Vielfalt von unterschiedlichen politischen Reaktionen und Managementparadigmen geführt hat. Die EU-Forststrategie hebt die Multifunktionalität von Wäldern hervor und betont, dass Wälder nicht nur Holzindustrie und ländliche Entwicklung dienen, sondern auch Biodiversität beherbergen, den Klimawandel mildern und andere Ökosystemdienstleistungen erbringen. Die Sicherstellung der Multifunktionalität der Wälder ist auchr im Hinblick auf die Umstellung der europäischen Wirtschaft von der Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Rohstoffen zu einer nachhaltigen, forstbasierten Bioökonomie eine wichtige Herausforderung. Um die potentiellen Kompromisse zwischen verschiedenen sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Belangen besser zu erfassen, ist eine systematische Politikanalyse im Forstsektor auf nationaler und EU-Ebene notwendig. Die Auswirkungen unterschiedlicher Politiken auf die verschiedenen Waldfunktionen müssen quantifiziert werden. Auf dieser Basis können letztlich entsprechende Strategien und Bewirtschaftungsalternativen entwickelt werden, die auf eine nachhaltige Multifunktionalität der Wälder abzielen. Durch die Kombination von Umweltmodellierung und Politikforschung bietet das hier vorgeschlagene Projekt neuartige Erkenntnisse für die Planung der Nutzung von Waldlandschaften. Wir analysieren und entwickeln Waldbehandlungen, die gleichzeitig die Holzproduktion und die Gesamtfunktionalität von Wäldern aufrechterhalten oder stärken können. Wir entwickeln neue Methoden zur Bewertung der Multifunktionalität auf regionaler und nationaler Ebene, quantifizieren mögliche politische Konflikte und entwickeln Instrumente zur Lösung sozioökologischer Landnutzungskonflikte, die den europäischen Ländern helfen, um bei einer nachhaltigen Landnutzung eine weltweite Führungsrolle zu übernehmen.Prof. Dr. Dr. Hans Pretzsch
Tel.: +49 8161 71-4711
hans.pretzsch@lrz.tum.de
Technische Universität München - Wissenschaftszentrum Weihenstephan - Forschungsdepartment Ökologie- und Ökosystemmanagement - Lehrstuhl für Waldwachstumskunde
Hans-Carl-von-Carlowitz-Platz 2
85354 Freising

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2219NR089Verbundvorhaben: Entwicklung eines Verfahrens zur fermentativen Herstellung von redoxaktiven Substanzen aus Abfallströmen der Papierindustrie für den Einsatz in organischen Redox-Flow-Batterien (RasFerm); Teilvorhaben 1: Bioprozessentwicklung - Akronym: RasFermIm vorliegenden Verbundprojekt soll ein Beitrag zur Nutzung des großen Energiespeicherungspotenzials von Redox-Flow-Batterien geleistet werden, deren Speicherkapazität unabhängig von der elektrochemischen Wandlereinheit skaliert werden kann, und daher von großem Interesse für die Energiewirtschaft ist. Da Redox-Flow-Batterien große Mengen an organischem Elektrolyten benötigen, sollen biogene Stoffströme - im vorliegenden Projekt: Xylose-haltige Abfallströme der Papierwirtschaft - als Substrat für Fermentationsprozesse von Mikroorganismen genutzt werden, die redoxaktive Substanzen (Anthrachinone) herstellen können, die wiederum - chemisch modifiziert - Elektrolyte liefern. Zunächst werden im Verbundprojekt, das aus zwei Teilvorhaben besteht, verschiedene Mikroorganismen für die Biosynthese von Anthrachinonen (AQs) identifiziert und für die Xylose-Verwertung gentechnisch optimiert (Teilvorhaben 2, Goethe-Universität: Konstruktion und Modifikation von Mikroorganismen). Diese Mikroorganismen werden anschließend durch die Verwertung der Dünnlauge der Fa. SAPPI für den Produktionsprozess von redoxaktiven Substanzen (AQ) eingesetzt (Teilvorhaben 1, Technische Hochschule Mittelhessen: Bioprozessentwicklung, Projektkoordination). Um eine möglichst hohe Ausbeute an redoxaktiven Substanzen zu erzielen, werden im TV 1 verschiedene Parameter im Hinblick auf die Medienentwicklung angepasst (Permeat aus Ligninkonzentrierung sowie der Expressionsbedingungen der Mikroorganismen) sowie für eine wirtschaftliche Fermentationsführung (z. B. Fed-Batch-Prozess im Bioreaktor) gemäß PAT analysiert, kontrolliert und standardisiert. Die fermentativ gewonnenen AQ können in einem Anschlussvorhaben nach Aufreinigung/Separation durch die Fa. CMBlu AG mittels Substitution chemisch modifiziert werden, um die elektrochemischen Eigenschaften entsprechend der Anwendung als Elektrolyt anzupassenProf. Dr.-Ing. Peters Czermak
Tel.: +49 641 309-2551
peter.czermak@lse.thm.de
Technische Hochschule Mittelhessen - Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (IBPT)
Wiesenstr. 14
35390 Gießen
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2219NR090Verbundvorhaben: Entwicklung eines Verfahrens zur fermentativen Herstellung von redoxaktiven Substanzen aus Abfallströmen der Papierindustrie für den Einsatz in organischen Redox-Flow-Batterien (RasFerm); Teilvorhaben 2: Modifikation/Konstruktion der Mikroorganismen - Akronym: RasFermIm vorliegenden Verbundprojekt soll ein Beitrag zur Nutzung des großen Energiespeicherungspotenzials von Redox-Flow-Batterien geleistet werden, deren Speicherkapazität unabhängig von der elektrochemischen Wandlereinheit skaliert werden kann, und daher von großem Interesse für die Energiewirtschaft ist. Da Redox-Flow-Batterien große Mengen an organischem Elektrolyten benötigen, sollen biogene Stoffströme - im vorliegenden Projekt: Xylose-haltige Abfallströme der Papierwirtschaft - als Substrat für Fermentationsprozesse von Mikroorganismen genutzt werden, die redoxaktive Substanzen (Anthrachinone) herstellen können, die wiederum - chemisch modifiziert - Elektrolyte liefern. Zunächst werden im Verbundprojekt, das aus zwei Teilvorhaben besteht, verschiedene Mikroorganismen für die Biosynthese von Anthrachinonen (AQs) identifiziert und für die Xylose-Verwertung gentechnisch optimiert (Teilvorhaben 2, Goethe-Universität: Konstruktion und Modifikation von Mikroorganismen). Diese Mikroorganismen werden anschließend durch die Verwertung der Dünnlauge der Fa. SAPPI für den Produktionsprozess von redoxaktiven Substanzen (AQ) eingesetzt (Teilvorhaben 1, Technische Hochschule Mittelhessen: Bioprozessentwicklung, Projektkoordination). Um eine möglichst hohe Ausbeute an redoxaktiven Substanzen zu erzielen, werden im TV 1 verschiedene Parameter im Hinblick auf die Medienentwicklung angepasst (Permeat aus Ligninkonzentrierung sowie der Expressionsbedingungen der Mikroorganismen) sowie für eine wirtschaftliche Fermentationsführung (z. B. Fed-Batch-Prozess im Bioreaktor) gemäß PAT analysiert, kontrolliert und standardisiert. Die fermentativ gewonnenen AQ können in einem Anschlussvorhaben nach Aufreinigung/Separation durch die Fa. CMBlu AG mittels Substitution chemisch modifiziert werden, um die elektrochemischen Eigenschaften entsprechend der Anwendung als Elektrolyt anzupassenProf. Dr. Helge B. Bode
Tel.: +49 69 789-29557
h.bode@bio.uni-frankfurt.de
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main - FB 15 Biowissenschaften - Institut für Molekulare Biowissenschaften
Max-von-Laue-Str. 9
60438 Frankfurt am Main
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2219NR172Geruchsreduzierung bei thermoplastischen Ligninblends (LigOdor) - Akronym: LigOdorDieses Vorhaben zielt auf eine idealerweise vollständige Reduzierung in der Freisetzung ligninspezifischer Geruchskomponenten aus Ligninblend-Formkörpern ab. Es werden thermoplastisch verarbeitbare ligninbasierte Polymerblends entwickelt. Durch Variation der Matrixpolymere und des Lignintyps werden geeignete Kombinationen evaluiert. Weiterhin wird der Einsatz von Adsorbern, Kern-Schale-Ligninpartikeln und einer finalen Beschichtung systematisch untersucht, um die Verwendung von Ligninblends durch Geruchsreduzierung für Außen- und Innenraumanwendungen zu ermöglichen.Dr. rer. nat. Johannes Ganster
Tel.: +49 331 568-1706
johannes.ganster@iap.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)
Geiselbergstr. 69
14476 Potsdam

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31.12.2021
2219NR174Verbundvorhaben: Sequentielles Extraktionsverfahren zur Gewinnung hochwertiger Intermediate aus Buchenholz (XyloSolv); Teilvorhaben 2: Anwendungstechnische Untersuchung - Akronym: XyloSolvZiel des Verbundvorhabens ist die Erarbeitung, Erprobung und Skalierung eines neuartigen sequenziellen Extraktionsverfahrens, welches es erstmals die Gewinnung von hochreinem Xylan, Lignin und Faserstoff aus Buchenholz ermöglichen soll. Damit ist ein Anlagenkonzept verbunden, das bereits im verhältnismäßig kleinen Maßstab wirtschaftlich betrieben werden kann und so den Ansatz einer buchenholzbasierten Bioraffinerie erstmals industriell umsetzt. Die HV-Polysaccharides GmbH & Co. KG verfolgt in diesem Rahmen die Zielstellung, das mit dem kombinierten Prozess gewonnene Xylan zu charakterisieren und anwendungstechnische Untersuchungen durchzuführen. Schwerpunkte liegen dabei auf der für den pharmazeutischen Markt entscheidenden Qualitätssicherung und auf der Untersuchung von Einflüssen der Prozessoptimierung auf die Produkte.Dr. Holger Wondraczek
Tel.: +49 176 43560657
wondraczek@hv-polysaccharides.de
HV-Polysaccharides GmbH & Co. KG
Am Amselberg 1
07751 Bucha

2019-08-01

01.08.2019

2021-12-31

31.12.2021
2219NR175Verbundvorhaben: Sequentielles Extraktionsverfahren zur Gewinnung hochwertiger Intermediate aus Buchenholz (XyloSolv); Teilvorhaben 3: Untersuchungen zur Skalierbarkeit - Akronym: XyloSolvDie Glatt Ingenieurtechnik GmbH verfolgt in diesem Rahmen die Zielstellung, für die schwierig zu verarbeitenden Intermediate einen Wirbelschichtprozess zu erarbeiten, der eine effiziente Trocknung und definierte Granulierung ermöglicht. Darüber hinaus soll für den Extraktionsprozess ein Anlagenkonzept erarbeitet werden, welches die Verfahrensschritte vollständig abbildet, auf relevante industrielle Maßstäbe skalierbar ist und einen wirtschaftlichen Betrieb des Verfahrens ermöglicht.Dr. Michael Jacob
Tel.: +49 3643 47-1315
michael.jacob@glatt.com
Glatt Ingenieurtechnik Gesellschaft mit beschränkter Haftung - Niederlassung Dresden
Grunaer Weg 26
01277 Dresden

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28.02.2022
2219NR195Verbundvorhaben: Thermoplastische Ligninvarianten als Teilsubstitut in Bitumenformulierungen für verschiedene Bauleistungen (Lignobitumen); Teilvorhaben 2: Lignobitumen-Formulierungen - Akronym: LignobitumenGesamtziel der Machbarkeitsstudie ist die Teilsubstitution fosiler Bitumenbindemittel durch thermoplastische Lignine, unter Erhalt / Verbesserung der techn. u. Materialeigenschaften des Bindemittels, das flexibel in verschiedenen Bauweisen verwendet wird. In den neuen Lignobitumen-Bindemitteln wird der Anteil an thermoplastischen Ligninen über dem des Standes der Technik liegen (Substitutionsgrade 50-70%), bei Verbesserung /Erhalt von Kenndaten der Standards (70/100, B 160/220). Dies ermöglicht eine notwendige Wissensbasis (chemischen Modifizierung, spezifischen Materialkenndaten). Sie ist Grundlage zur Prozessentwicklung / Hochskalierung bis TRG 6. Für die Darstellung von ausgewählten thermoplastischen Ligninen, mit unterschiedlichem Eigenschaftsprofil, sind skalierbare, Pfropfungen mit funktionalen Verbindungen u. Veresterung der Co-Polymere notwendig. Syntheseprotokolle, Betriebsanweisungen u. Gefährdungsbeurteilungen werden erarbeitet. Umgesetzt werden nur höher-skalierbare Prozesse. Dies ermöglicht eine Bandbreite an Produkten, deren Eigenschaften flexibel auf Anforderungen in Bauweisen zugeschnitten werden. Die Lignobitumen-Bindemittel dienen als Plattformen, auf deren Grundlage die Einstellung spezifischer Eigenschaften für verschiedene Baumaßnahmen realisierbar ist. Michael Boy
Tel.: +49 7246 9116-34
michael.boy@stm-malsch.de
Süddeutsche Teerindustrie Gesellschaft mit beschränkter Haftung & Co. Kommanditgesellschaft
Otto-Eckerle-Str. 7-11
76316 Malsch

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01.12.2019

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30.11.2021
2219NR276Verbundvorhaben: Machbarkeitsstudie zur Entwicklung von neuartigen, biobasierten, flexiblen Thermoplastholzstrukturen aus Holzwolle unter Verwendung der Fadenbildungstechnik für komplexe geformte, biobasierte Composite; Teilvorhaben 2: Charakterisierung und Optimierung der Holzwolle-Herstellung - Akronym: Lignowool-THSDas Gesamtziel des Vorhabens ist die Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur erstmaligen Entwicklung und technischen Umsetzung von gleichmäßigen, flexiblen, biobasierten, flächigen Thermoplastholzstrukturen aus Holzwolle und Bio-Thermoplastfasern, z. B. Polylactide (PLA), bzw. technischen Thermoplastfasern unter Verwendung von weiterzuentwickelnden Labortextilmaschinen der Fadenbildungstechnik. Dazu wird eine vielversprechende, neuartige Prozesskette von der Holzwollezerlegung und -aufbereitung über deren Homogenisierung und Ausrichtung bis zur flächigen fixierten Thermoplastholzstruktur untersucht. Dieses neuartige Zwischenprodukt schließt, bezogen auf die technische Nutzung, eine Lücke im Bereich der Holzwerkstoffe, führt den nachwachsenden Rohstoff Holzwolle einer deutlich höheren Wertschöpfung zu und verbessert die Ressourceneffizienz bezogen auf die reststoffarme Nutzung des Holzes. Basierend auf diesen neuartigen Halbzeugen können komplex geformte, biobasierte Composites für technische Anwendungen (z. B. als Flächenstruktur im Wohninterieurbereich, wegen ihrer guten Dämmeigenschaften, verbunden mit sichtbarer Holzästhetik im Innen-ausbau, für Sonnenschutz, Segel, Windschutz oder für flexible Behältersysteme, Autoindustrie, Leichtbau, Holzbau, Anlagen- und Innenausbau, Medizintechnik) entwickelt werden. Dieses Vorprojekt soll mit der einfachen Herstellung von Funktionsmustern aus den neuartigen Halbzeugen abgeschlossen werden. Wenngleich eine erweiterte Verarbeitung dieses neuartigen Halbzeuges zu komplex geformten, biobasierten Compositen für technische Anwendungen angestrebt wird, soll bewusst in diesem Vorprojekt noch darauf verzichtet werden. Diese Forschungsarbeit wird gemeinsam vom Institut für Naturstofftechnik, Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik (HFT), dem Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) sowie den assoziierten Unternehmen.Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ
Tel.: +49 351 463-38101
andre.wagenfuehr@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik
Marschnerstr. 39
01307 Dresden
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2020-01-01

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30.06.2023
2219NR309Verbundvorhaben: Entwicklung von Verfahren zur Verminderung der Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus Buchen-MDF; Teilvorhaben 3: Beschichtung der MDF und Prüfung der Beschichtungsqualität - Akronym: Buchen-MDFDas Forschungsvorhaben hat das Ziel, die Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus mitteldichten Faserplatten (MDF) aus Buchenholz durch praxisrelevante Maßnahmen erheblich zu reduzieren und hierdurch den Anwendungsbereich von Buchen-MDF zu erweitern. Buchen-MDF in Tiefziehqualität mit einer verminderten Essigsäureabgabe bieten Vorteile im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von 3D-Möbelfronten für Küchen- und Badmöbel. Da das Buchenholz bzw. die Buchenholzfasern von sich aus bereits vergleichsweise arm an primären Extraktstoffen (Terpene, Fette, Harze) sind, wird erwartet, dass sich eine verminderte Essigsäureabgabe der Buchen-MDF positiv auf das Emissionsverhalten und das 3D-Beschichtungsverhalten der MDF unter Einsatz von Polyurethanklebstoffen (PU-Klebstoffe) auswirkt und das Risiko einer Delaminierung der PVC-Folien bei Verwendung von PU-Klebstoffen reduziert wird. Ferner soll durch eine verringerte Essigsäureemission die Feuchtebeständigkeit bzw. die Hydrolyseresistenz von mit Klebstoffen auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanaten (PMDI) verleimten Buchen-MDF erhöht werden. Dies kommt der Bestrebung der Holzindustrie entgegen, MDF stärker im Bauwesen zu verwenden. Robert Kellinghaus
Tel.: +49 5244 49-0
r.kellinghaus@bs-bauprogramm.de
B.S.-Bauprogramm GmbH
Rüschfeld 1
33397 Rietberg

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30.06.2023
2219NR311Verbundvorhaben: Entwicklung von Verfahren zur Verminderung der Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus Buchen-MDF; Teilvorhaben 2: Aufschlussuntersuchungen und MDF-Herstellung im Pilotmaßstab - Akronym: Buchen-MDFDas Forschungsvorhaben hat das Ziel, die Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus mitteldichten Faserplatten (MDF) aus Buchenholz durch praxisrelevante Maßnahmen erheblich zu reduzieren und hierdurch den Anwendungsbereich von Buchen-MDF zu erweitern. Buchen-MDF in Tiefziehqualität mit einer verminderten Essigsäureabgabe bieten Vorteile im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von 3D-Möbelfronten für Küchen- und Badmöbel. Da das Buchenholz bzw. die Buchenholzfasern von sich aus bereits vergleichsweise arm an primären Extraktstoffen (Terpene, Fette, Harze) sind, wird erwartet, dass sich eine verminderte Essigsäureabgabe der Buchen-MDF positiv auf das Emissionsverhalten und das 3D-Beschichtungsverhalten der MDF unter Einsatz von Polyurethanklebstoffen (PU-Klebstoffe) auswirkt und das Risiko einer Delaminierung der PVC-Folien bei Verwendung von PU-Klebstoffen reduziert wird. Ferner soll durch eine verringerte Essigsäureemission die Feuchtebeständigkeit bzw. die Hydrolyseresistenz von mit Klebstoffen auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanaten (PMDI) verleimten Buchen-MDF erhöht werden. Dies kommt der Bestrebung der Holzindustrie entgegen, MDF stärker im Bauwesen zu verwenden.Dr. Detlef Krug
Tel.: +49 351 4662-342
detlef.krug@ihd-dresden.de
Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH
Zellescher Weg 24
01217 Dresden

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28.02.2023
2219NR423Verbundvorhaben: Entwicklung innovativer Wuchshüllen aus Nachwachsenden Rohstoffen und Konzepte zur Vermeidung von Plastikakkumulation im Wald; Teilvorhaben 2: Entwicklung einer Wuchshülle auf Basis von Vulkanfiber - Akronym: TheForestCleanupPlastikprodukte stehen als in der Umwelt meist persistente Partikel in öffentlicher Kritik. Plastik-Wuchshüllen und Wuchsgitter (Abk. WH, meist aus PE, PP, HDPE, PVC) spielen dabei in der Waldbewirtschaftung in Deutschland eine sehr bedeutsame Rolle: mit Neuausbringung im zweistelligen Millionenbereich und ein Vielfaches davon an verbliebenen Plastik-WH. Die Verwendung seltener Baumarten im Klimawandel, der Waldumbau in stabile Mischbestände und die kostengünstige Wiederbewaldung nach klimabedingten Sturmereignissen lassen weiter stark steigende Einsatzzahlen erwarten. Das Vorhaben zielt daher auf den strategischen Auf- und Rückbau von WH: Im strategischen Aufbau werden innovative WH entwickelt mit den Eigenschaften: (1) hergestellt aus nachwachsenden (Holz-) Rohstoffen (Substitution), (2) unter Labor- und Waldbedingungen zertifiziert und vollständig biologisch abbaubar, (3) mindestens funktionsgleich zu bisherigen WH und (4) in der Ökobilanz besser. Basierend auf Vorstudien von Werkstoffproben werden in einer Produkt-Challenge Werkstoffe für Unternehmen zur Extrusion und Konfektionierung von Prototypen zu Verfügung gestellt. Versuchsanordnungen im Labor und Wald an ausgewählten Orten Deutschlands, Erfahrungen aus Aufbau, Monitoring, statistischer und ökobilanzieller Analyse, fließen in das Reengineering zur Optimierung von Werkstoffen und Prototypen ein bis zu einem Produkt unmittelbar vor Serienreife. Im strategischen Rückbau werden technische und sozioökonomische Konzepte zum Umgang mit nicht entfernten Plastik-WH entwickelt. Die Rahmenbedingungen von WH werden in bundesweiter Betrachtung des Systems Waldwirtschaft-Mensch analysiert: bzgl. Bilanzierung von Verwendungszahlen, Entsorgung und Kosten, Kundenpräferenzen, öffentliche & forstbetrieblich-interne Kommunikationskonzepte, Recht, forstlicher Förderpraxis und Beschaffungswesen. Die Integration von forstlichen Stakeholdern sichert einen erfolgreichen Innovationsprozess und ermöglicht Umsatz und Beschäftigung.Dipl.-Ing. Ahmed Rabhi
Tel.: +49 202 28054-41
a.rabhi@sachsenroeder.com
Sachsenröder GmbH & Co. KG
Friedrich-Engels-Allee 143
42285 Wuppertal

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28.02.2023
2219NR425Verbundvorhaben: Entwicklung innovativer Wuchshüllen aus Nachwachsenden Rohstoffen und Konzepte zur Vermeidung von Plastikakkumulation im Wald; Teilvorhaben 1: Definition, Funktionalitätsprüfung und Ökobilanzierung innovativer Wuchshüllen sowie Umsetzungskonzepte zum Rückbau alter Plastikwuchshüllen - Akronym: TheForestCleanupPlastikprodukte stehen als in der Umwelt meist persistente Partikel in öffentlicher Kritik. Wuchshüllen und Wuchsgitter (Abk. WH, meist aus PE, PP, HDPE, PVC) spielen dabei mit Neuausbringung im zweistelligen Millionenbereich in der Waldbewirtschaftung in Deutschland eine sehr bedeutsame Rolle, sowie durch ein Vielfaches an nicht wieder eingesammelten WH. Dabei lassen die Verwendung seltener Baumarten im Klimawandel, der Waldumbau in stabile Mischbestände und die kostengünstige Wiederbewaldung nach klimabedingten Sturmereignissen, stark steigende Einsatzzahlen erwarten. Das Vorhaben zielt daher auf den strategischen Auf- und Rückbau von WH: Im strategischen Aufbau werden innovative WH entwickelt mit den Eigenschaften: (1) hergestellt aus nachwachsenden (Holz-)Rohstoffen (Substitution), (2) unter Labor- und Waldbedingungen zertifiziert und vollständig biologisch abbaubar, (3) mindestens funktionsgleich zu bisherigen WH und (4) in der Ökobilanz besser. Basierend auf Vorstudien von Werkstoffproben, werden in einer Produktchallenge Compounds für Unternehmen zur Extrusion und Konfektionierung von Prototypen zu Verfügung gestellt. Versuchsanordnungen im Labor und Wald an ausgewählten Orten Deutschlands, Erfahrungen aus Aufbau, Monitoring, statistischer und ökobilanzieller Analyse, fließen in das Reengineering zur Optimierung von Werkstoffen und Prototypen ein bis zu einem Produkt unmittelbar vor Serienreife. Im strategischen Rückbau werden technische und sozio-ökonomische Konzepte entwickelt, zum Umgang mit nicht entfernten Plastik-WH. Die Rahmenbedingungen von WH werden in bundesweiter Betrachtung des Systems Waldwirtschaft-Mensch analysiert: bzgl. Bilanzierung von Verwendungszahlen, Entsorgung und Kosten, Kundenpräferenzen, öffentliche & forstbetrieblich-interne Kommunikationskonzepte, Recht, forstlicher Förderpraxis und Beschaffungswesen. Die Integration von forstlichen Stakeholdern sichert einen erfolgreichen Innovationsprozess und ermöglicht Umsatz und Beschäftigung.Prof. Dr. Sebastian Hein
Tel.: +49 7472 951-239
hein@hs-rottenburg.de
Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Schadenweiler Hof
72108 Rottenburg am Neckar

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28.02.2023
2219NR428Verbundvorhaben: Entwicklung innovativer Wuchshüllen aus Nachwachsenden Rohstoffen und Konzepte zur Vermeidung von Plastikakkumulation im Wald; Teilvorhaben 4: Entwicklung einer gebrauchsstabilen, biologisch abbaubaren Wuchshülle auf Basis nachwachsender Rohstoffe - Akronym: TheForestCleanupPlastikprodukte stehen als in der Umwelt meist persistente Partikel in öffentlicher Kritik. Plastik-Wuchshüllen und Wuchsgitter (Abk. WH, meist aus PE, PP, HDPE, PVC) spielen dabei in der Waldbewirtschaftung in Deutschland eine sehr bedeutsame Rolle: mit Neuausbringung im zweistelligen Millionenbereich und ein Vielfaches davon an verbliebenen Plastik-WH. Die Verwendung seltener Baumarten im Klimawandel, der Waldumbau in stabile Mischbestände und die kostengünstige Wiederbewaldung nach klimabedingten Sturmereignissen lassen weiter stark steigende Einsatzzahlen erwarten. Das Vorhaben zielt daher auf den strategischen Auf- und Rückbau von WH: Im strategischen Aufbau werden innovative WH entwickelt mit den Eigenschaften: (1) hergestellt aus nachwachsenden (Holz-)Rohstoffen (Substitution), (2) unter Labor- und Waldbedingungen zertifiziert und vollständig biologisch abbaubar, (3) mindestens funktionsgleich zu bisherigen WH und (4) in der Ökobilanz besser. Basierend auf Vorstudien von Werkstoffproben werden in einer Produkt-Challenge Werkstoffe für Unternehmen zur Extrusion und Konfektionierung von Prototypen zu Verfügung gestellt. Versuchsanordnungen im Labor und Wald an ausgewählten Orten Deutschlands, Erfahrungen aus Aufbau, Monitoring, statistischer und ökobilanzieller Analyse, fließen in das Reengineering zur Optimierung von Werkstoffen und Prototypen ein bis zu einem Produkt unmittelbar vor Serienreife. Im strategischen Rückbau werden technische und sozioökonomische Konzepte zum Umgang mit nicht entfernten Plastik-WH entwickelt. Die Rahmenbedingungen von WH werden in bundesweiter Betrachtung des Systems Waldwirtschaft-Mensch analysiert: bzgl. Bilanzierung von Verwendungszahlen, Entsorgung und Kosten, Kundenpräferenzen, öffentliche & forstbetrieblich-interne Kommunikationskonzepte, Recht, forstlicher Förderpraxis und Beschaffungswesen. Die Integration von forstlichen Stakeholdern sichert einen erfolgreichen Innovationsprozess und ermöglicht Umsatz und Beschäftigung.Dr. Michael Schweizer
Tel.: +49 7062 97684-251
michael.schweizer@tecnaro.de
TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH
Bustadt 40
74360 Ilsfeld

2020-03-01

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28.02.2023
2219NR432Verbundvorhaben: Entwicklung innovativer Wuchshüllen aus Nachwachsenden Rohstoffen und Konzepte zur Vermeidung von Plastikakkumulation im Wald; Teilvorhaben 5: Bewertung des Abbauverhaltens von Wuchshüllen auf Basis nachwachsender Rohstoffe - Akronym: TheForestCleanupPlastikprodukte stehen als in der Umwelt meist persistente Partikel in öffentlicher Kritik. Wuchshüllen und Wuchsgitter (Abk. WH, meist aus PE, PP, HDPE, PVC) spielen dabei mit Neuausbringung im zweistelligen Millionenbereich in der Waldbewirtschaftung in Deutschland eine sehr bedeutsame Rolle, sowie durch ein Vielfaches an nicht wieder eingesammelten WH. Dabei lassen die Verwendung seltener Baumarten im Klimawandel, der Waldumbau in stabile Mischbestände und die kostengünstige Wiederbewaldung nach klimabedingten Sturmereignissen, stark steigende Einsatzzahlen erwarten. Das Vorhaben zielt daher auf den strategischen Auf- und Rückbau von WH: Im strategischen Aufbau werden innovative WH entwickelt mit den Eigenschaften: (1) hergestellt aus nachwachsenden (Holz-)Rohstoffen (Substitution), (2) unter Labor- und Waldbedingungen zertifiziert und vollständig biologisch abbaubar, (3) mindestens funktionsgleich zu bisherigen WH und (4) in der Ökobilanz besser. Basierend auf Vorstudien von Werkstoffproben, werden in einer Produktchallenge Compounds für Unternehmen zur Extrusion und Konfektionierung von Prototypen zur Verfügung gestellt. Versuchsanordnungen im Labor und Wald an ausgewählten Orten Deutschlands, Erfahrungen aus Aufbau, Monitoring, statistischer und ökobilanzieller Analyse, fließen in das Reengineering zur Optimierung von Werkstoffen und Prototypen ein bis zu einem Produkt unmittelbar vor Serienreife. Im strategischen Rückbau werden technische und sozio-ökonomische Konzepte zum Umgang mit nicht entfernten Plastik-WH entwickelt. Die Rahmenbedingungen von WH werden in bundesweiter Betrachtung des Systems Waldwirtschaft-Mensch analysiert: bzgl. Bilanzierung von Verwendungszahlen, Entsorgung und Kosten, Kundenpräferenzen, öffentliche & forstbetrieblich-interne Kommunikationskonzepte, Recht, forstlicher Förderpraxis und Beschaffungswesen. Die Integration von forstlichen Stakeholdern sichert einen erfolgreichen Innovationsprozess und ermöglicht Umsatz und Beschäftigung. Mihaela Szegedi
Tel.: +49 7143 271-425
m.szegedi@hohenstein.de
Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH
Schlosssteige 1
74357 Bönnigheim

2021-04-01

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31.03.2024
2219NR439Kontinuierliche selektive oxidative Depolymerisierung von Lignin zu wertvollen Monoaromaten mittels Polyoxometallat-basierten Katalysatoren und just-in-time Produktentnahme (POMLig) - Akronym: POMLigDerzeit ist die Produktion von niedermolekularen Aromaten hauptsächlich von der Erdölversorgung abhängig, wie z. B. Vanillin, welches aus Guajacol (ausgehend von petrochemisch hergestelltem Benzol) gewonnen wird. Lignin ist eines der häufigsten nachwachsenden, biobasierten Polymere auf der Erde. Da es viele aromatische Gruppen besitzt, hat es das Potenzial, die fossilen Rohstoffe in der Feinchemikalien-Industrie zu ersetzen. Allerdings gibt es bislang noch kein industrielles Verfahren für die selektive Gewinnung von wertvollen monoaromatischen Produkten aus Lignin. Mit diesem Vorhaben soll die effiziente kontinuierliche Produktion von Monoaromaten (z. B. Vanillin, Methylvanillat, Syringaldehyd, Methylsyringat) aus zahlreichen industriellen, ligninhaltigen Nebenproduktströmen demonstriert werden. Die Projektergebnisse sollen die Grundlage für die zukünftige Integration der Technologien in der Zellstoff- und Papierindustrie liefern. Der Abbau der ligninhaltigen Nebenproduktströme zu wertvollen Materialien entspricht dem aktuellen Interesse der Papier- und Zellstoffindustrie, sowie für Betriebe die biogene Fasern verarbeiten. Somit können verschiedene Plattformchemikalien für diverse Branchen (z. B. Nahrungsmittelindustrie, Pharmaindustrie) erzeugt werden, welche das Potential besitzen, neue Märkte zu erschließen. Damit soll das Projekt zur angestrebten Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen beitragen. Außerdem soll die energetische Verwertung der ligninhaltigen Industrieabfälle durch die oxidative Depolymerisierung ersetzt werden.Prof. Dr.-Ing. Jakob Albert
Tel.: +49 40 42838-4209
jakob.albert@chemie.uni-hamburg.de
Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik u. Naturwissenschaften - Fachbereich Chemie - Institut für Technische und Makromolekulare Chemie
Bundesstr. 45
20146 Hamburg

2020-03-01

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28.02.2023
2219NR442Verbundvorhaben: Entwicklung innovativer Wuchshüllen aus Nachwachsenden Rohstoffen und Konzepte zur Vermeidung von Plastikakkumulation im Wald; Teilvorhaben 3: Entwicklung papierbasierter Werkstoffe für Wuchshüllen aus Vulkanfiber - Akronym: TheForestCleanupPlastikprodukte stehen als in der Umwelt meist persistente Partikel in öffentlicher Kritik. Wuchshüllen und Wuchsgitter (Abk. WH, meist aus PE, PP, HDPE, PVC) spielen dabei mit Neuausbringung im zweistelligen Millionenbereich in der Waldbewirtschaftung in Deutschland eine sehr bedeutsame Rolle, sowie durch ein Vielfaches an nicht wieder eingesammelten WH. Dabei lassen die Verwendung seltener Baumarten im Klimawandel, der Waldumbau in stabile Mischbestände und die kostengünstige Wiederbewaldung nach klimabedingten Sturmereignissen, stark steigende Einsatzzahlen erwarten. Das Vorhaben zielt daher auf den strategischen Auf- und Rückbau von WH: Im strategischen Aufbau werden innovative WH entwickelt mit den Eigenschaften: (1) hergestellt aus nachwachsenden (Holz-)Rohstoffen (Substitution), (2) unter Labor- und Waldbedingungen zertifiziert und vollständig biologisch abbaubar, (3) mindestens funktionsgleich zu bisherigen WH und (4) in der Ökobilanz besser. Basierend auf Vorstudien von Werkstoffproben, werden in einer Produktchallenge Compounds für Unternehmen zur Extrusion und Konfektionierung von Prototypen zu Verfügung gestellt. Versuchsanordnungen im Labor und Wald an ausgewählten Orten Deutschlands, Erfahrungen aus Aufbau, Monitoring, statistischer und ökobilanzieller Analyse, fließen in das Reengineering zur Optimierung von Werkstoffen und Prototypen ein bis zu einem Produkt unmittelbar vor Serienreife. Im strategischen Rückbau werden technische und sozio-ökonomische Konzepte entwickelt, zum Umgang mit nicht entfernten Plastik-WH. Die Rahmenbedingungen von WH werden in bundesweiter Betrachtung des Systems Waldwirtschaft-Mensch analysiert: bzgl. Bilanzierung von Verwendungszahlen, Entsorgung und Kosten, Kundenpräferenzen, öffentliche & forstbetrieblich-interne Kommunikationskonzepte, Recht, forstlicher Förderpraxis und Beschaffungswesen. Die Integration von forstlichen Stakeholdern sichert einen erfolgreichen Innovationsprozess und ermöglicht Umsatz und Beschäftigung.M. Eng. Robert Wachter
Tel.: +49 8372 910-328
rwachter@felix-schoeller.com
Felix Schoeller Holding GmbH & Co. KG
Burg Gretesch
49086 Osnabrück

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2219WK25X5Dreidimensionale Visualisierung anatomischer Struktureigenschaften von einheimischen Nadel- und Laubhölzern mittels Mikro-Computertomographie - Akronym: VisAn3DDer Leitgedanken des Erhalts und Ausbaus des CO2-Minderungspotenzials von Wald und Holz ist stark von der forstlichen und gesellschaftlichen Begleitung und Akzeptanz abhängig. Für eine gezielte Umsetzung sind innovative und ansprechende Informations- und Qualifizierungsmaßnahmen erforderlich, die den Zugang und das Verständnis von Holz bzgl. der komplexen, artenspezifischen und dreidimensionale (3D) Holzstruktur erleichtern und verbessern. Das Wissen über die 3D-Holzanatomie basiert jedoch maßgeblich auf zweidimensionalen Mikroskopieaufnahmen. Mittels der Mikro-Computertomographie (µCT) lässt sich die strukturelle Komplexität bis in den Submikrometerbereich darstellen. Das Gesamtziel dieses Projektes ist die Schaffung von digitalen Daten von anatomisch charakteristischen Merkmalen von ausgewählten Nadel- und Laubholzarten. Damit öffnet die µCT der Forschung, Anwendung sowie Lehre ein neues Feld mit vielen noch ungenutzten Potenzialen. Die digitalen Daten können so für holzanatomische Qualifizierungs-, Bildungs- und Informationsmaterialien, wie Sach- und Lehrbücher, mit Einsatzbereichen für Seminaren, Schulungen, technische Ausbildungen und Universitäten genutzt werden.Prof. Dr. Holger Militz
Tel.: +49 551 39-33541
hmilitz@gwdg.de
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte
Büsgenweg 4
37077 Göttingen

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30.09.2023
2219WK33A3Verbundvorhaben: Untersuchung von Extraktstoffarten und -anteilen in Abhängigkeit des Wuchsstandortes und deren Einflüsse auf die Verklebung; Teilvorhaben 1: Nasschemische und mechanische Analysen der Einflüsse von Extraktstoffen auf die Klebstoff- und Verklebungseigenschaften - Akronym: ExtractImpactDas Forschungsvorhaben zielt darauf ab, durch chemische Analysen die Extraktstoffarten und -anteile von verschiedenen Baumarten je Standort zu evaluieren. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf dem Einfluss der Standörtlichkeit der Baumarten und der daraus resultierenden Variabilität der Extraktstoffzusammensetzung und -quantität. Im Weiteren sollen die Einflüsse der Extrakstoffe auf die Verklebungseigenschaften der Hölzer analysiert werden. Eine Evaluation hinsichtlich der Nasschemie (Verarbeitungseigenschaften von Klebstoffen) und der Klebung (mechanische Festigkeiten) wird dabei vorgenommen. Projektabschließend sollen die Ergebnisse kartographisch dargestellt werden, wenn sich die Ergebnisse der Extraktstoffanalysen systematisch unterscheiden. Malte Mérono
Tel.: +49 531 2155-354
malte.merono@wki.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig

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30.09.2023
2219WK33B3Verbundvorhaben: Untersuchung von Extraktstoffarten und -anteilen in Abhängigkeit des Wuchsstandortes und deren Einflüsse auf die Verklebung; Teilvorhaben 2: Isolierung und Charakterisierung der Extraktstoffe - Akronym: ExtractImpactDie Qualität geklebter Holzwerkstoffprodukte hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einer davon ist der Gehalt und die Art enthaltener Holzextraktstoffe. Diese haben einen Einfluss auf die Verklebung und können sie im ungünstigsten Fall verschlechtern. Eine Abhängigkeit der Extraktstoffe von dem Wuchsstandort und der Genetik des jeweiligen Baumes ist anzunehmen, es mangelt jedoch an der Korrelation der Extraktstoffcharakteristik mit den Verklebungseigenschaften. Diese Einflüsse zu kennen, ist hinsichtlich der Holzverarbeitung und der Herstellung von Holzwerkstoffprodukten interessant und notwendig. Durch die gezielte Untersuchung der Bäume von extremen Wuchsstandorten soll in diesem Projekt versucht werden, einen Zusammenhang zwischen Standort, Genetik, Extraktstoffverteilung und -gehalt und damit einhergehender Verklebungsqualität herzustellen. Hierfür werden zum einen die Extrakte der Bäume (fünf Baumarten und von jeweils vier Wuchsstandorten) charakterisiert. Zum anderen werden die Einflüsse von Extraktstoffmenge und -art auf die Gebrauchs- und Verklebungseigenschaften von fünf im Holzbau relevanter Klebstoffe untersucht. Die Ergebnisse könnten künftig die Qualität geklebter Produkte verbessern und zur Sicherheit für Anwender und Hersteller beitragen.Prof. Dr. Bodo Saake
Tel.: +49 40 822459-206
bodo.saake@uni-hamburg.de
Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik u. Naturwissenschaften - Fachbereich Biologie - Institut für Holzwissenschaften - Holzchemie
Haidkrugsweg 1
22885 Barsbüttel

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30.11.2022
2220HV005AVerbundvorhaben: Holzbasierte Bioökonomie – Treiber innovativer Technologien Holz auf dem Weg zu einer biobasierten Wirtschaft in Deutschland; Teilvorhaben 1: Projektkoordination & Workshop - Akronym: BiooekonomieHolz2030Das Vorhaben identifiziert, welchen Beitrag Holz im Rahmen der Bioökonomie konkret für Industrie, Wirtschaft, Ressourcen- und Klimaschutz zu leisten vermag. Dazu sollen primär neue innovative Technologien und Produkte auf Holzbasis aufgezeigt sowie Maßnahmen zu ihrer Entwicklung, Herstellung, Verbreitung und absehbare Wirkungen beschrieben sowie den politischen Entscheidungsträgern die Verantwortung, die mit den Sektor betreffenden Beschlüssen einhergeht, bewusst gemacht werden. Durch die vielfältigen Bereiche, in denen Holz eingesetzt werden kann und den daraus resultierenden unterschiedlichen Adressaten einer solchen Studie macht es erforderlich, positive Beispiele zu benennen. Im Rahmen dieses Projektes soll anhand der drei Modellregionen Bayern, Sachsen und Baden-Württemberg aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten Holz im Rahmen zukünftiger Entwicklungen im Bereich der Bioökonomie leisten kann. Diese Entwicklungen sollen im Anschluss auf ihre Eignung und Umsetzbarkeit in ganz Deutschland überprüft werden.Dr. Christine Metz-Schmid
Tel.: +49 89 520309-838
metz-schmid@acatech.de
acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V.
Karolinenplatz 4
80333 München

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30.11.2022
2220HV005BVerbundvorhaben: Holzbasierte Bioökonomie – Treiber innovativer Technologien Holz auf dem Weg zu einer biobasierten Wirtschaft in Deutschland; Teilvorhaben 2: Metastudie & Modellregionen - Akronym: BiooekonomieHolz2030Das Vorhaben identifiziert, welchen Beitrag Holz im Rahmen der Bioökonomie konkret für Industrie, Wirtschaft, Ressourcen- und Klimaschutz zu leisten vermag. Dazu sollen primär innovative Technologien und Produkte auf Holzbasis aufgezeigt sowie Maßnahmen zu ihrer Entwicklung, Herstellung, Verbreitung und absehbare Wirkungen beschrieben sowie den politischen Entscheidungsträgern die Verantwortung, die mit den Branchen betreffenden Beschlüssen einhergeht, bewusst gemacht werden. Durch die vielfältigen Bereiche, in denen Holz eingesetzt werden kann und den daraus resultierenden unterschiedlichen Adressaten einer solchen Studie macht es erforderlich, positive Beispiele zu benennen. Im Rahmen dieses Projektes soll anhand der drei Modellregionen Bayern, Sachsen und Baden- Württemberg aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten Holz im Rahmen zukünftiger Entwicklungen im Bereich der Bioökonomie leisten kann. Diese Entwicklungen sollen im Anschluss auf ihre Eignung und Umsetzbarkeit in ganz Deutschland überprüft werden.Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ
Tel.: +49 351 463-38100
andre.wagenfuehr@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik
Marschnerstr. 39
01307 Dresden

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01.10.2020

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30.09.2023
2220HV013XNeue Beschichtungen für Holz in Hochbauanwendungen im Außenbereich mit dauerhaft beibehaltender Schwerentflammbarkeit - FRextWood - Akronym: FRextWoodEine Steigerung des Holzeinsatzes im Hochbau erfordert den Abbau von Hemmnissen, die neben baurechtlichen Auflagen auch Brandschutz-Vorbehalte gegenüber dem brennbaren Naturwerkstoff Holz umfassen. Erstes Brandschutzziel ist, die Brandausbreitung in der Brandentstehungsphase maximal zu behindern, um Fluchtzeiten zu verlängern. Schwerentflammbarkeit ist dabei außerhalb der Gebäudeklassen unter 7 m Bauhöhe Mindestanforderung an Fassadenbekleidungen. Für Fassaden aus Holz fehlen Verfahrenstechnologien und Vorgehen, um Bekleidungsmaterialien aus Holz mit dauerhaft beibehaltender Schwerentflammbarkeit z. B. durch Beschichtungen auszurüsten, sodass sie für Hochbauanwendungen im Außenbereich nicht marktfähig werden können. Projektziel ist daher die Entwicklung definierter FRT-Verfahren (Fire Retardant Treatment) zur Ertüchtigung von Holzprodukten zu dauerhaft schwerentflammbaren Bauprodukten in witterungsbeanspruchten Anwendungen im Hochbau, wie Fassadenbekleidungen. Aufbauend auf Untersuchungen zur oberflächenstabilen, auswaschresistenten Kombination der erforderlichen Systemkomponenten (Holz-Substrate, FR-Imprägnierungen, FR-Beschichtungen, Schutzanstriche) in anwendungsrelevanten Varianten sollen funktionierende Systemaufbauten mit dauerhaft schwerentflammbarer Brandschutzwirkung, bewertet nach EN 16755, gefunden werden. Für diese positiven Systemlösungen sind die zugehörigen Verfahrenstechnologien und –parameter in Bezug auf eine maximal andauernde Brandschutzwirkung zu optimieren. Daniel Hafner
Tel.: +49 351 4662-401
daniel.hafner@ihd-dresden.de
Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH
Zellescher Weg 24
01217 Dresden

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2220HV015AVerbundvorhaben: Barrierebeschichtungen auf Basis von Lignin (B-CooL); Teilvorhaben 1: Ligninmodifizierung - Akronym: B-CooLZiel des Vorhabens ist, die Entwicklung von innovativen, biobasierten Beschichtungen aus Lignin für flexible und papierbasierte Verpackungen, die eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Beschichtungen / Verpackungen bieten sollen, da konventionelle Lösungen basieren bislang zumeist aus fossilen Rohstoffen oder können nur sehr energieintensiv hergestellt werden. Aufgrund der Expertise und Ausrichtung des Projektkonsortiums adressiert dieses Entwicklungsvorhaben besonders, aber nicht ausschließlich, Anwendungen im Bereich der Lebensmittelverpackungen, z.B. für Schoko- und Müsliriegel, Pudding, Reis, Tierfutter, Banderolen oder auch Deckel für Joghurtbecher. Dazu soll innerhalb des Projektes ein beschichtetes Demonstrator-Papier entwickelt und evaluiert werden, welches als Grundlage für die spätere Vermarktung der Vorhabensergebnisse dienen soll. Darüber hinaus sollen die hier erarbeiteten Erkenntnisse auch dazu dienen, innovative Beschichtungen für weitere Einsatzgebiete zu entwickeln, z.B. für Holzanwendungen. Neben der chemisch/technischen Entwicklung hat sich das Konsortium ebenfalls zum Ziel gesetzt, die ökonomische und ökologische Vorteilhaftigkeit dieser neuartigen Beschichtungen in diesem Vorhaben herauszuarbeiten.Dr. Jacob Podschun
Tel.: +49 3378 88122-30
podschun@suncoal.com
SunCoal Industries GmbH
Rudolf-Diesel-Str. 15
14974 Ludwigsfelde

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31.07.2024
2220HV015BVerbundvorhaben: Barrierebeschichtungen auf Basis von Lignin (B-CooL); Teilvorhaben 2: Papierfunktionalisierung - Akronym: B-CooLZiel des Vorhabens ist, die Entwicklung von innovativen, biobasierten Beschichtungen aus Lignin für flexible und papierbasierte Verpackungen, die eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Beschichtungen / Verpackungen bieten sollen. Konventionelle Lösungen basieren bislang zumeist aus fossilen Rohstoffen oder können nur sehr energieintensiv hergestellt werden. Aufgrund der Expertise und Ausrichtung des Projektkonsortiums adressiert dieses Entwicklungsvorhaben besonders, aber nicht ausschließlich, Anwendungen im Bereich der Lebensmittelverpackungen, z.B. für Schoko- und Müsliriegel, Pudding, Reis, Tierfutter, Banderolen oder auch Deckel für Joghurtbecher. Dazu soll innerhalb des Projektes ein beschichtetes Demonstrator-Papier entwickelt und evaluiert werden, welches als Grundlage für die spätere Vermarktung der Vorhabensergebnisse dienen soll. Darüber hinaus sollen die hier erarbeiteten Erkenntnisse auch dazu dienen, innovative Beschichtungen für weitere Einsatzgebiete zu entwickeln, z.B. für Holzanwendungen. Neben der chemisch/technischen Entwicklung hat sich das Konsortium ebenfalls zum Ziel gesetzt, die ökonomische und ökologische Vorteilhaftigkeit dieser neuartigen Beschichtungen in diesem Vorhaben herauszuarbeiten.Prof. Markus Biesalski
Tel.: +49 6151 16-23721
biesalski@tu-darmstadt.de
Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Chemie - Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie - FG Makromolekulare Chemie und Papierchemie
Alarich-Weiss-Str. 8
64287 Darmstadt

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2220HV015CVerbundvorhaben: Barrierebeschichtungen auf Basis von Lignin (B-CooL); Teilvorhaben 3: Anwendungsentwicklung - Akronym: B-CooLZiel des Vorhabens ist die Entwicklung von innovativen, biobasierten Beschichtungen aus Lignin für flexible und papierbasierte Verpackungen, die eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Beschichtungen / Verpackungen bieten sollen. Konventionelle Lösungen basieren bislang zumeist aus fossilen Rohstoffen oder können nur sehr energieintensiv hergestellt werden. Aufgrund der Expertise und Ausrichtung des Projektkonsortiums adressiert dieses Entwicklungsvorhaben besonders, aber nicht ausschließlich, Anwendungen im Bereich der Lebensmittelverpackungen, z.B. für Schoko- und Müsliriegel, Pudding, Reis, Tierfutter, Banderolen oder auch Deckel für Joghurtbecher. Dazu soll innerhalb des Projektes ein beschichtetes Demonstrator-Papier entwickelt und evaluiert werden, welches als Grundlage für die spätere Vermarktung der Vorhabensergebnisse dienen soll. Darüber hinaus sollen die hier erarbeiteten Erkenntnisse auch dazu dienen, innovative Beschichtungen für weitere Einsatzgebiete zu entwickeln, z.B. für Holzanwendungen. Neben der chemisch/technischen Entwicklung hat sich das Konsortium ebenfalls zum Ziel gesetzt, die ökonomische und ökologische Vorteilhaftigkeit dieser neuartigen Beschichtungen in diesem Vorhaben herauszuarbeiten.Dr. Timo Stalling
Tel.: +49 7802 81-4511
timo.stalling@koehler.com
Koehler Innovation & Technology GmbH
Hauptstr. 2-4
77704 Oberkirch

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2220HV017AVerbundvorhaben: Biomimetische Plasmapolymere zur Funktionalisierung von Papier (BioPlas4Paper); Teilvorhaben 1: Papiertechnologie - Akronym: BioPlas4PaperDurch Ausstattung von Papieren mit hydrophoben und antimikrobiellen Eigenschaften wird angestrebt, die Beständigkeit dieses Werkstoffes zu steigern und damit für neuartige Anwendungsgebiete nutzbar zu machen. Im Kontrast zu aktuell eingesetzten Veredlungsstrategien soll das Verfahren der Plasmapolymerisation genutzt werden, um natürliche niedermolekulare Verbindungen (biogene Präkursoren) auf Papieroberflächen abzuscheiden. Nur durch die Polymerisation während der Beschichtung wird es möglich unlösliche Polymere konturgetreu und in Reinform auf komplexe Oberflächen zu applizieren und damit evolutionär bewährte, botanische Beschichtungsmaterialien nachzuahmen. Durch die variable Einspeisung von monomeren Vorstufen in das Trägergas des Plasmabeschichtungssystems wird es möglich die gesamte zugängliche Oberfläche des Papiergefüges(auch inline) mit funktionalen Polymeren zu beschichten. Durch spezifische Elektrodenanordnungen lassen sich direkt im Behandlungsbereich stabile und reproduzierbare Entladungsbedingungen realisieren, die gerade bei beschichtenden PECVD-Prozessen (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) eine wichtige Voraussetzung sind. Als vorteilhaft kann bei diesem Ansatz die materialsparende Applikation, der Verzicht auf Lösungsmittel, das Einsparen von Trocknungsenergie und das Potential zur Präparation auch komplexer Gradienten- oder Multischichtsysteme erwähnt werden. In Abhängigkeit des Plasmaquellenkonzeptes und der Beschichtungsparameter sowie der eingesetzten Präkursor-Verbindungen, lassen sich die Beschichtungen optimieren. Pflanzliche Inhaltstoffe stellen eine ausgesprochen vielfältige und bisher ungenutzte Quelle biogener Präkursor-Moleküle für Plasmabeschichtungen dar. Durch Nachweis materieller und ökologischer Vorteilhaftigkeit leistet das Forschungsvorhaben einen wesentlichen Beitrag um Bioraffineriekonzepte um weitere Nutzungsoptionen zu ergänzen und Einkommensalternativen für Erzeuger und Verarbeiter von Lignocellulosen zu schaffen.Dr. Andreas Geißler
Tel.: +49 6151 16-23727
geissler@cellulose.tu-darmstadt.de
Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Chemie - Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie
Alarich-Weiss-Str. 8
64287 Darmstadt

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2220HV017BVerbundvorhaben: Biomimetische Plasmapolymere zur Funktionalisierung von Papier (BioPlas4Paper); Teilvorhaben 2: Prozessentwicklung und -optimierung - Akronym: BioPlas4PaperDurch Ausstattung von Papieren mit hydrophoben und antimikrobiellen Eigenschaften wird angestrebt, die Beständigkeit dieses Werkstoffes zu steigern und damit für neuartige Anwendungsgebiete nutzbar zu machen. Im Kontrast zu aktuell eingesetzten Veredlungsstrategien soll das Verfahren der Plasmapolymerisation genutzt werden, um natürliche niedermolekulare Verbindungen (biogene Präkursoren) auf Papieroberflächen abzuscheiden. Nur durch die Polymerisation während der Beschichtung wird es möglich unlösliche Polymere konturgetreu und in Reinform auf komplexe Oberflächen zu applizieren und damit evolutionär bewährte, botanische Beschichtungsmaterialien nachzuahmen. Durch die variable Einspeisung von monomeren Vorstufen in das Trägergas des Plasmabeschichtungssystems wird es möglich die gesamte zugängliche Oberfläche des Papiergefüges (auch inline) mit funktionalen Polymeren zu beschichten. Durch spezifische Elektrodenanordnungen lassen sich direkt im Behandlungsbereich stabile und reproduzierbare Entladungsbedingungen realisieren, die gerade bei beschichtenden PECVD-Prozessen (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) eine wichtige Voraussetzung sind. Als vorteilhaft kann bei diesem Ansatz die materialsparende Applikation, der Verzicht auf Lösungsmittel, das Einsparen von Trocknungsenergie und das Potential zur Präparation auch komplexer Gradienten- oder Multischichtsysteme erwähnt werden. In Abhängigkeit des Plasmaquellenkonzeptes und der Beschichtungsparameter sowie der eingesetzten Präkursor-Verbindungen, lassen sich die Beschichtungen optimieren. Pflanzliche Inhaltstoffe stellen eine ausgesprochen vielfältige und bisher ungenutzte Quelle biogener Präkursor-Moleküle für Plasmabeschichtungen dar. Durch Nachweis materieller und ökologischer Vorteilhaftigkeit leistet das Forschungsvorhaben einen wesentlichen Beitrag um Bioraffineriekonzepte um weitere Nutzungsoptionen zu ergänzen und Einkommensalternativen für Erzeuger und Verarbeiter von Lignocellulosen zu schaffen.Dr. rer. nat. Kristina Lachmann
Tel.: +49 049 531 2155-683
kristina.lachmann@ist.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST)
Von-Ossietzky-Str. 100
37085 Göttingen

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2220HV017CVerbundvorhaben: Biomimetische Plasmapolymere zur Funktionalisierung von Papier (BioPlas4Paper); Teilvorhaben 3: Biogene Präkursoren - Akronym: BioPlas4PaperDurch Ausstattung von Papieren mit hydrophoben und antimikrobiellen Eigenschaften wird angestrebt, die Beständigkeit dieses Werkstoffes zu steigern und damit für neuartige Anwendungsgebiete nutzbar zu machen. Im Kontrast zu aktuell eingesetzten Veredlungsstrategien soll das Verfahren der Plasmapolymerisation genutzt werden, um natürliche niedermolekulare Verbindungen (biogene Präkursoren) auf Papieroberflächen abzuscheiden. Nur durch die Polymerisation während der Beschichtung wird es möglich unlösliche Polymere konturgetreu und in Reinform auf komplexe Oberflächen zu applizieren und damit evolutionär bewährte, botanische Beschichtungsmaterialien nachzuahmen. Durch die variable Einspeisung von monomeren Vorstufen in das Trägergas des Plasmabeschichtungssystems wird es möglich die gesamte zugängliche Oberfläche des Papiergefüges (auch inline) mit funktionalen Polymeren zu beschichten. Durch spezifische Elektrodenanordnungen lassen sich direkt im Behandlungsbereich stabile und reproduzierbare Entladungsbedingungen realisieren, die gerade bei beschichtenden PECVD-Prozessen (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) eine wichtige Voraussetzung sind. Als vorteilhaft kann bei diesem Ansatz die materialsparende Applikation, der Verzicht auf Lösungsmittel, das Einsparen von Trocknungsenergie und das Potential zur Präparation auch komplexer Gradienten- oder Multischichtsysteme erwähnt werden. In Abhängigkeit des Plasmaquellenkonzeptes und der Beschichtungsparameter sowie der eingesetzten Präkursor- Verbindungen, lassen sich die Beschichtungen optimieren. Pflanzliche Inhaltstoffe stellen eine ausgesprochen vielfältige und bisher ungenutzte Quelle biogener Präkursor-Moleküle für Plasmabeschichtungen dar. Durch Nachweis materieller und ökologischer Vorteilhaftigkeit leistet das Forschungsvorhaben einen wesentlichen Beitrag um Bioraffineriekonzepte um weitere Nutzungsoptionen zu ergänzen und Einkommensalternativen für Erzeuger und Verarbeiter von Lignocellulosen zu schaffen.Dr. Jörn Appelt
Tel.: +49 40 822459-127
joern.appelt@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung
Leuschnerstr. 91 c
21031 Hamburg

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31.05.2024
2220HV020AVerbundvorhaben: Biobasierte Flammschutzbeschichtungen für Möbel und den Innenausbau mit Holz und Holzwerkstoffen (InnFla); Teilvorhaben 1: Entwicklung biobasierter Synthesebausteine, Formulierung von Flammschutzbeschichtungen und Produktbewertung (Gesamtkoordination) - Akronym: InnFlaZiel des Teilvorhabens ist die Synthese neuer polymerisierbarer Zuckerderivate, die Formulierung biobasierter Flammschutzbeschichtungen und die Produktbewertung hinsichtlich dauerhaftem Brandschutz und anwendungsbezogenen Eigenschaften.Dr. Claudia Schirp
Tel.: +49 531 2155-318
claudia.schirp@wki.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig

2021-06-01

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31.05.2024
2220HV020BVerbundvorhaben: Biobasierte Flammschutzbeschichtungen für Möbel und den Innenausbau mit Holz und Holzwerkstoffen (InnFla); Teilvorhaben 2: Entwicklung von biobasierten Lackbindemitteln - Akronym: InnFlaZiel des Teilvorhabens ist die Synthese neuer polymerisierbarer Zuckerderivate, die Formulierung biobasierter Flammschutzbeschichtungen und die Produktbewertung hinsichtlich dauerhaftem Brandschutz und anwendungsbezogenen Eigenschaften.Dr. Markus Lettau
Tel.: +49 531 2814120
markus.lettau@auro.de
AURO Pflanzenchemie Aktiengesellschaft
Alte Frankfurter Str. 211
38122 Braunschweig

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01.06.2020

2022-02-28

28.02.2022
2220HV022AVerbundvorhaben: Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebe/Gelege - Grundlagenuntersuchung zur Entwicklung eines innovativen Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebes/Geleges für den Ersatz von Stahlbewehrungen im Bau (Machbarkeitsstudie); Teilvorhaben 1: Herstellung der Fasern - Akronym: HKH-TextilGesamtziel der Machbarkeitsstudie war die Grundlagenforschung zum Einsatz von Holzmehl und Holzfasern zur Verstärkung von Kunststoffen zur Erzeugung von Holz-Kunststoffgeweben/-gelegen für den Ersatz von Stahlbewehrungen in Beton. Hauptziel war die prozesstechnische Machbarkeit der Filament- und Gewebe-/Gelegeherstellung zu eruieren und zu beweisen. Weiterhin bestand die große Herausforderung aus den Compounds Filamente mit hohen Festigkeiten und einer guten Anbindung zwischen Beton und Filament zu erzeugen. Das Teilvorhaben "Herstellung der Fasern" beschäftigte sich dabei mit der Herstellung von holzfaserverstärkten Filamenten für eine spätere Weiterverarbeitung zu Holz-Kunststoff-Hybrid-Geweben und -Gelegen für die Bewehrung von Beton. Im Fokus des Teilvorhabens lag dabei das Eincompoundieren von Holzpartikeln in verschiedene Kunststoffmatrizes und der Nachweis einer Verstreckbarkeit der hergestellten Compounds. Dafür wurden drei Holzpartikel unterschiedlicher Größe in drei unterschiedliche Polymere mit verschiedenen Füllgraden eingearbeitet. Anschließend wurden aus den Compounds durch einen Verstreckungsprozess Filamente hergestellt, die mechanischen Eigenschaften der Filamente durch Faserzugversuche ermittelt und mit denen von Stahlfasern verglichen. Wurden ausreichende Werte erreicht, erfolgte im zweiten Teilvorhaben die Herstellung eines Gelege- oder Gewebe-Musters als alternatives Bewehrungsmaterial für Beton.Es konnte im Rahmen der Machbarkeitsstudie ein breites Grundlagenwissen für den Einsatz von Holzpartikeln zur Verstärkung von Kunststoffen für die Herstellung von Holz-Kunststoffgeweben/-gelegen geschaffen werden. Es wurden Compounds aus drei Polymeren und drei Holzpartikeln mit verschiedenen Füllgraden hergestellt und anschließend erfolgreich verstreckt. Die Materialmischungen erreichten im verstreckten Zustand gute mechanische Eigenschaften. Höhere Füllgrade hatten ebenso, wie größere Füllstoffe aber eine Verringerung der Zugfestigkeit zur Folge. Versuche mit Haftvermittlern für eine verbesserte Anbindung der Holzpartikel innerhalb des Polymermatrix führten zu keiner Steigerung der Filamentmechanik. In Versuchen zur Anbindungsfestigkeit zwischen Filament und Beton zeigte sich, dass größere Füllstoffe eine deutliche Haftungsverbesserung zwischen Filament und zementärer Matrix erwirken können. Dem entsprechend muss bei der Materialentwicklung ein Kompromiss zwischen der Mechanik des Filaments und seines Anbindungsverhaltens an Beton berücksichtigt werden. Erste Vorversuche zu mittels Coextrusion hergestellten Filamenten zeigen eine Möglichkeit diesen Wiederspruch zu umgehen. Hierbei wird das Filament aus zwei Sichten aufgebaut, wodurch der Kern hohe Festigkeiten erreichen kann, während hohe Füllgrade in der Außenschicht die Anbindung erhöhen.Prof. Dr.-Ing. Nicole Strübbe
Tel.: +49 8031 805-2630
nicole.struebbe@fh-rosenheim.de
Technische Hochschule Rosenheim - Forschung und Entwicklung
Hochschulstr. 1
83024 Rosenheim

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28.02.2022
2220HV022BVerbundvorhaben: Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebe/Gelege - Grundlagenuntersuchung zur Entwicklung eines innovativen Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebes/Geleges für den Ersatz von Stahlbewehrungen im Bau (Machbarkeitsstudie); Teilvorhaben 2: Herstellung und Prüfung der textilen Flächengebilde - Akronym: HKH-TextilGesamtziel der Machbarkeitsstudie war die Grundlagenforschung zum Einsatz von Holzmehl und Holzfasern zur Verstärkung von Kunststoffen zur Erzeugung von Holz-Kunststoffgeweben/-gelegen für den Ersatz von Stahlbewehrungen in Beton. Hauptziel war die prozesstechnische Machbarkeit der Filament- und Gewebe-/Gelegeherstellung zu eruieren und zu beweisen. Weiterhin bestand die große Herausforderung aus den Compounds Filamente mit hohen Festigkeiten und einer guten Anbindung zwischen Beton und Filament zu erzeugen. Das Teilvorhaben "Herstellung und Prüfung der textilen Flächengebilde" beschäftigte sich mit der Herstellung von Garnen aus den im Teilvorhaben 1 extrudierten Filamenten zur Weiterverarbeitung zu textilen Flächengebilden in Form von Gelegen und Geweben. Dafür wurden zwei und drei Filamente auf einer Laborzwirnmaschine zu Garnen verzwirnt. Nach dem Erreichen einer genügenden Garnqualität für die verschiedenen Filamente wurden die Garne zu 1:1-Leinwandgeweben verwoben und zu Gelegen verfestigt. Die Fixierung der Kreuzungspunkte erfolgte durch Ultraschallverschweißen des polymeren Matrixmaterials. Es wurde angestrebt, eine Gittergröße von möglichst 1 x 1 cm erzielen. Die mechanischen Eigenschaften von Garnen, Geweben und Gelegen wurden gemessen.Es konnte im Rahmen der Machbarkeitsstudie gezeigt werden, dass die Herstellung von Garnen aus holzfaserverstärkten Filamenten mit zwei und drei Filamenten möglich ist. Dabei wurde festgestellt, dass das Verzwirnen zu einer Abnahme der Zugfestigkeit führt. Für das Folgeprojekt wurde deshalb u.a. geplant, Filamente mit dem dreifachen Querschnitt herzustellen, so dass der Prozessschritt des Verzwirnens entfallen kann. Sowohl die Gelege- als auch die Gewebeherstellung war erfolgreich. Es war allerdings bei der Gewebeherstellung nicht möglich, Gewebe mit genügend großen Gitterbereichen zu weben, ohne dass die Schussfäden entlang der Kettfäden verschieblich wurden. Die Gelege zeigten bei Zugversuchen vorzeitiges Versagen im Bereich der Verschweißungen. Auch hier sollte der Einsatz von dickeren Filamenten zu einer Verbesserung führen, weil die prozentuale Tiefenwirkung der Schweißzone kleiner ist.Prof. Dr.-Ing.Prof. Jens Schuster
Tel.: +49 631 3724-7049
jens.schuster@hs-kl.de
Hochschule Kaiserslautern - Campus Pirmasens - FB Angewandte Logistik- und Polymerwissenschaften - Institut für Kunststofftechnik Westpfalz (
Carl-Schurz-Str. 10-16
66953 Pirmasens

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31.03.2024
2220HV028AVerbundvorhaben: Neuartig geschäumte, brandgehemmte Dämmstoffe aus Laubholzfasern, Sulfitzellstoff und Kieselsäurederivaten; Teilvorhaben 1: Silansierung und Nachhaltigkeitsbewertung - Akronym: FaguPorDas Ziel des Projektes ist die Herstellung eines Produkts zur Wärmedämmung im Bausektor aus Laubholz, bei dessen Herstellung bislang nicht verfolgte Methoden zur Schäumung bei gleichzeitiger Verbesserung des Brandschutzes und der mikrobiellen Stabilität angewendet werden. Das Projekt weist folgende Besonderheiten auf: o Verwendung biogener siliziumhaltiger Additive zur Verbesserung der physikalisch-technischen Eigenschaften (Hydrophobierung), als Brandschutz und zum Schutz vor biogenem Abbau o Vernetzung durch Partikelstabilisierung (Pickering-Stabilisierung) von Holzfaser- und Chemiezellstoffpartikeln o CO2 als Treibmittel der Schäumung o Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit bereits beim Produktdesign ("cradle to cradle" Ansatz) o Gesamthafte Bilanzierung der Nachhaltigkeit (Umwelt, Ökonomie, Gesellschaft). Dazu werden zusätzlich zur probenhaften Materialherstellung und der Untersuchung der Recyclingfähigkeit bei den Hochschulpartnern die bautechnischen und physikalischen Eigenschaften in industriegeführten Labors analysiert. Als Referenz-Materialien für die technisch-physikalischen und ökobilanziellen Eigenschaften werden konventionelle Werkstoffe aus Styrodur® (XPS Polystyrol; aufgrund des Zusatzes von Bromverbindungen u.a. als gefährlicher Sondermüll eingestuft), Polyurethan und Nadelholzweichfaserdämmungen einbezogen, die derzeit am Markt als Dämmstoffe für den Außenbereich eingesetzt werden.Prof. Dr. Hubert Röder
Tel.: +49 9421 187-260
hubert.roeder@hswt.de
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf - Professur Nachhaltige Betriebswirtschaft
Petersgasse 18
94315 Straubing

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31.03.2024
2220HV028BVerbundvorhaben: Neuartig geschäumte, brandgehemmte Dämmstoffe aus Laubholzfasern, Sulfitzellstoff und Kieselsäurederivaten; Teilvorhaben 2: Schäumung und Werkstoffentwicklung - Akronym: FaguPorDas Ziel des Projektes ist die Herstellung eines Produkts zur Wärmedämmung im Bausektor aus Laubholz, bei dessen Herstellung bislang nicht verfolgte Methoden zur Schäumung bei gleichzeitiger Verbesserung des Brandschutzes und der mikrobiellen Stabilität angewendet werden. Das Projekt weist folgende Besonderheiten auf: o Verwendung biogener siliziumhaltiger Additive zur Verbesserung der physikalisch-technischen Eigenschaften (Hydrophobierung), als Brandschutz und zum Schutz vor biogenem Abbau o Vernetzung durch Partikelstabilisierung (Pickering-Stabilisierung) von Holzfaser- und Chemiezellstoffpartikeln o CO2 als Treibmittel der Schäumung o Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit bereits beim Produktdesign ("cradle to cradle" Ansatz) o Gesamthafte Bilanzierung der Nachhaltigkeit (Umwelt, Ökonomie, Gesellschaft). Dazu werden zusätzlich zur probenhaften Materialherstellung und der Untersuchung der Recyclingfähigkeit bei den Hochschulpartnern die bautechnischen und physikalischen Eigenschaften in industriegeführten Labors analysiert. Als Referenz-Materialien für die technisch-physikalischen und ökobilanziellen Eigenschaften werden konventionelle Werkstoffe aus Styrodur® (XPS Polystyrol; aufgrund des Zusatzes von Bromverbindungen u.a. als gefährlicher Sondermüll eingestuft), Polyurethan und Nadelholzweichfaserdämmungen einbezogen, die derzeit am Markt als Dämmstoffe für den Außenbereich eingesetzt werden.Prof. Dr. Cordt Zollfrank
Tel.: +49 9421 187-450
cordt.zollfrank@tum.de
TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit - Professur Biogene Polymere (BGP)
Schulgasse 16
94315 Straubing

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31.12.2021
2220HV029XEntwicklung eines innovativen, leichten, dauerhaften und industriell herzustellenden Holzwerkstoffes aus Furnierlagen für die Bauwirtschaft, Transport- und Verpackungsindustrie - Akronym: FurnierleichtbauDas Projekt sollte die technischen und technologischen Möglichkeiten zur Herstellung einer dauerhaften Leichtbaukonstruktion auf Basis einheimischer und verfügbarer Holzarten darstellen. Holzwerkstoffe in Leichtbauweise gibt es in verschiedenen Ausführungen und diese sind bei bestimmten Anwendungen etabliert. Jedoch sind die Einsatzmöglichkeiten auf Grund der Eigenschaften begrenzt. Um die Dauerhaftigkeit von Holz zu erhöhen, stellt die Acetylierung ein bewährtes und technisch umgesetztes Verfahren dar. Es findet bei Schnittholz und Faserplatten Anwendung. Da die Nutzung von Holz in den nächsten Jahren weiter steigen wird, werden Leichtbau und die Modifizierung an Bedeutung gewinnen und zusätzlich zu den bestehenden Lösungen neue Produkte gefragt sein. Während des Projektes wurde eine Leichtbaukonstruktion aus Furnieren und Lamellen konstruiert, gebaut und untersucht, die mechanischen Kennwerte ermittelt. Dazu wurden aus verschiedenen regional verfügbaren Holzarten Furniere und Lamellen erzeugt, Probekörper hergestellt und geprüft. Für die Erhöhung der Dauerhaftigkeit wurde untersucht, wie sich die Furniere und Lamellen mit einem effektiven Verfahren acetyliert werden können. Dafür wurden die Proben den geplanten Verfahrensschritten unterzogen und das Acetylierungsergebnis ermittelt. Im letzten Schritt sollten die acetylierten Furniere oder Lamellen in der neuen Leichtbaukonstruktion getestet werden. Im Rahmen des Projektes sollte nicht nur die Konstruktion erstellt und getestet werden, sondern auch die Herstellungswege genau betrachtet und für eine spätere Serienfertigung beurteilt bzw. angepasst werden.Bei der Verarbeitung und den Tests der Proben hat sich gezeigt, dass sich dünne Furnierlagen unter 3 mm nur mit einem gewissen Aufwand verarbeiten lassen. Bei einer Stärke der Lamellen von 6 bis 8 mm konnten gute Ergebnisse erzielt werden. Dünne Furniere konnten erwartungsgemäß gut acetyliert werden, aber stärke Proben müssen, wie Schnittholz bearbeitet werden. Es hat sich gezeigt, dass beide Untersuchungspunkte des Projektes nur schwer kombiniert werden können. In einer stabilen und technisch herstellbaren Leichtbaukonstruktion werden die besseren Marktchancen gesehen. Die Ergebnisse der mechanischen Prüfungen haben gezeigt, dass der Leichtbauwerkstoff in dem Bereich Transportwesen, Bauwesen und Verpackung eingesetzt werden kann. Herstellungsschritte konnten entworfen und getestet werden, sodass eine gute Chance in einer technischen Umsetzung und Etablierung auf dem Markt gesehen wird. Matthias Albrecht
Tel.: +49 173 8702604
matthias.albrecht@tretorg.de
TRETORG GmbH Holztechnologische Entwicklungsgesellschaft
Schwarzenhofer Str. 12
17192 Kargow

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31.10.2021
2220HV032XMachbarkeitsstudie zu flammgeschützten Holzwerkstoffen durch Nutzung von phosphoryliertem Lignin - Akronym: FlammLigDie vorliegende Machbarkeitsstudie beschäftigte sich mit der Verwendung von Lignin-Derivaten zur flammschützenden Ausrüstung von Holzwerkstoffen. Gegenwärtig werden für den Flammschutz von Holzwerkstoffen überwiegend anorganische Stoffe eingesetzt. Für einen ausreichenden Flammschutz sind hohe Einsatzmengen erforderlich, die sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften der Holzwerkstoffe auswirken. Die Verschlechterung soll durch den Einsatz Lignin-basierter Flammschutzmittel vermieden werden. Lignin bietet aufgrund seiner chemischen Struktur die Möglichkeit mit den zur Holzwerkstoffherstellung eingesetzten Klebstoffsystemen, im speziellen pMDI, chemisch zu reagieren. Dies lässt eine weniger starke negative Beeinflussung der Holzwerkstoffeigenschaften erwarten. Die flammschützenden Eigenschaften von Lignin sind darauf zurückzuführen, dass es bei hoher Hitzeeinwirkung verkohlt. Zudem ist bekannt, dass sich durch chemische Anbindung von Phosphatgruppen die Flammschutzeigenschaften von Lignin weiter verbessern lassen. Die phosphorylierten Lignine wurde schließlich hinsichtlich ihrer Eignung als Substitut für herkömmlich eingesetzte Flammschutzmittel untersucht. Des Weiteren wurde untersucht inwiefern sich die phosphorylierten Lignine zur Herstellung von flammschützenden Klebstoffbindemitteln eignen. Hierfür sollten die im ersten Schritt hergestellten phosphorylierten Lignine mit Caprolacton, Dicarbonsäuren und Diisocyanten chemisch modifiziert werden. Es wurden Holzwerkstoffplatten mit den phosphorylierten Ligninen, mit phosphorhaltigen Lignin-Caprolacton-Polyester-Polyol-Bindemitteln und mit Ammoniumpolyphosphat (APP) als Referenz hergestellt und hinsichtlich ihrer Flammschutzwirkung untersucht und verglichen.Die Phosphorylierung des Lignins wurde durch Umsetzung von Lignin mit Phosphorpentoxid erreicht. Der Phosphatgehalt wurde mittels UV/Vis-Spektroskopie unter Verwendung eines Vanadat-Molybdat-Reagenzes durch Messung der Lichtabsorption bei 400 nm in Abhängigkeit von der Phosphat-Konzentration bestimmt. Der maximale Gehalt wurde mit 5 m% Phosphat im phosphorylierten Lignin bestimmt. Die Versuche ergaben, dass bis zu einem Massenverhältnis von 80 m% Lignin zu 20 m% Phosphorpentoxid während der Synthese, der Phosphatgehalt im Produkt ansteigt. Eine weitere Erhöhung des Phosphorpentoxid-Anteils während der Synthese brachte keine signifikante Erhöhung des Phosphat-Gehaltes. Die phosphorylierten Lignine wurde zur Herstellung in Holzwerkstoff-Platten eingesetzt und ihre Flammschutzwirkung mit Ammoniumpolyphosphat (APP) verglichen. Des Weiteren wurde Kombination aus APP und den phosphorylierten Ligninen untersucht. Der Masseanteil an Flammschutzmittel in den Spanplatten wurde mit 20 m% festgelegt. Hierbei zeigte sich, dass die phosphorylierten Lignin allein nicht ausreichen, um die Anforderung für eine V-0-Klassifizierung nach UL94 zu erreichen. Eine Kombination von 5 m% phosphoryliertem Lignin und 15 m% APP ergab eine Einstufung als V-0. In Platten ohne phosphoryliertem Lignin mussten mindestens 20 m% APP zum Erreichen von V-0 eingesetzt werden. Somit können durch die Verwendung des phosphoryliertem Lignins mindestens 25 % des insgesamt notwendigen APP eingespart werden. Zusätzlich konnte durch die Verwendung von Lignin die Entzündungszeit der Proben verlängert werden. Die Herstellung von flammschützenden Klebstoffbindemitteln speziell für Holzwerkstoffplatten unter Verwendung der phosphorylierten Lignine stellte sich als nicht zielführend heraus. Die Anteile an phosphorylierten Ligninen im gesamten Bindemittel, die realisiert werden konnten, waren zu gering, als dass noch ein Mehrwert hinsichtlich einer signifikanten Flammschutzwirkung erreicht werden konnte.Dr. Steven Eschig
Tel.: +49 531 2155-433
steven.eschig@wki.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig
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2220HV037AVerbundvorhaben: Filmbildner aus den biobasierten Rohstoffen Lignin und Cellulose zur Herstellung von mikroplastikfreien Kosmetikprodukten (FibioKos); Teilvorhaben 1: Anwendungsuntersuchungen - Akronym: FibioKosZiel: In der Kosmetik werden Polymerdispersionen für die Verbesserung von Haltbarkeiten der Kosmetikprodukte auf der Haut eingesetzt. Diese Polymerdispersionen bestehen überwiegend aus Polystyrolacrylat-Copolymeren, Acrylatcopolymeren oder Polyurethanen, die filmbildende Eigenschaften aufweisen, nicht wasserlöslich sind und somit beispielsweise für die Erhöhung der Wasserfestigkeit von Make-up Produkten notwendig sind. Bislang gibt es auf dem Kosmetikmarkt keine auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Filmbildner, deren Effizienz und Variabilität mit denen der genannten Polymerdispersionen vergleichbar sind. Des Weiteren sind die Polymerdispersionen schwer biologisch abbaubar, gelten als sehr lange persistent und können als Mikroplastik in die Umwelt gelangen. Deshalb tragen Kosmetikprodukte mit Polymerdispersionen derzeit zur weltweiten Problematik durch die Mikroplastikemissionen bei. Ziel dieses Vorhabens ist es, neuartige, auf nachwachsenden Rohstoffen basierende, filmformende Polymerdispersionen zu entwickeln.Dr. Henrik Petersen
Tel.: +49 911 567-2220
henrik.petersen@schwancosmetics.com
Schwan Cosmetics International GmbH
Schwanweg 1
90562 Heroldsberg

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2220HV037BVerbundvorhaben: Filmbildner aus den biobasierten Rohstoffen Lignin und Cellulose zur Herstellung von mikroplastikfreien Kosmetikprodukten (FibioKos); Teilvorhaben 2: Cellulose-basierte Filmbildner - Akronym: FibioKosIn der Kosmetik werden Polymerdispersionen für die Verbesserung von Haltbarkeiten der Kosmetikprodukte auf der Haut eingesetzt. Diese Polymerdispersionen bestehen überwiegend aus Polystyrolacrylat-Copolymeren, Acrylatcopolymeren oder Polyurethanen, die filmbildende Eigenschaften aufweisen, nicht wasserlöslich sind und somit beispielsweise für die Erhöhung der Wasserfestigkeit von Make-up Produkten notwendig sind. Bislang gibt es auf dem Kosmetikmarkt keine auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Filmbildner, deren Effizienz und Variabilität mit denen der genannten Polymerdispersionen vergleichbar sind. Des Weiteren sind die Polymerdispersionen schwer biologisch abbaubar, gelten als sehr lange persistent und können als Mikroplastik in die Umwelt gelangen. Deshalb tragen Kosmetikprodukte mit Polymerdispersionen derzeit zur weltweiten Problematik durch die Mikroplastikemissionen bei. Ziel dieses Vorhabens ist es, neuartige, auf nachwachsenden Rohstoffen basierende, filmformende Polymerdispersionen zu entwickeln. Sascha Mertens
Tel.: +49 40 7333-2681
smertens@worlee.de
Worlée-Chemie GmbH - Werk Lauenburg
Worléestr. 1
21481 Lauenburg

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2220HV037CVerbundvorhaben: Filmbildner aus den biobasierten Rohstoffen Lignin und Cellulose zur Herstellung von mikroplastikfreien Kosmetikprodukten (FibioKos); Teilvorhaben 3: Lignin-basierte Filmbildner - Akronym: FibioKosn der Kosmetik werden Polymerdispersionen für die Verbesserung von Haltbarkeiten der Kosmetikprodukte auf der Haut eingesetzt. Diese Polymerdispersionen bestehen überwiegend aus Polystyrolacrylat-Copolymeren, Acrylatcopolymeren oder Polyurethanen, die filmbildende Eigenschaften aufweisen, nicht wasserlöslich sind und somit beispielsweise für die Erhöhung der Wasserfestigkeit von Make-up Produkten notwendig sind. Bislang gibt es auf dem Kosmetikmarkt keine auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Filmbildner, deren Effizienz und Variabilität mit denen der genannten Polymerdispersionen vergleichbar sind. Des Weiteren sind die Polymerdispersionen schwer biologisch abbaubar, gelten als sehr lange persistent und können als Mikroplastik in die Umwelt gelangen. Deshalb tragen Kosmetikprodukte mit Polymerdispersionen derzeit zur weltweiten Problematik durch die Mikroplastikemissionen bei. Ziel dieses Vorhabens ist es, neuartige, auf nachwachsenden Rohstoffen basierende, filmformende Polymerdispersionen zu entwickeln.Dr. Stefan Friebel
Tel.: +49 531 2155-329
stefan.friebel@wki.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig

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2220HV053AVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 1: Redox-Flow-Zelle und Ligninspaltung - Akronym: FOREST-IIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so daß Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeitenwerden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet werden können. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, denen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können. Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Dr. Nastaran Krawczyk
Tel.: +49 6023 9670152
nastaran.krawczyk@cmblu.de
CMBlu Energy AG
Industriestr. 19
63755 Alzenau

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2220HV053BVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 2: Trenn- und Reinigungsverfahren - Akronym: FOREST-IIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so daß Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeiten werden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet werden können. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, denen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können.Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Prof. Dr.-Ing. Peters Czermak
Tel.: +49 641 309-2551
peter.czermak@lse.thm.de
Technische Hochschule Mittelhessen - Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (IBPT)
Wiesenstr. 14
35390 Gießen

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2220HV053CVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 3: Elektrochemie - Akronym: FOREST-IIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so dass Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeitenwerden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet werden können. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, denen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können. Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Prof. Dr. Siegfried R. Waldvogel
Tel.: +49 6131 39-26069
waldvogel@uni-mainz.de
Johannes Gutenberg-Universität Mainz - FB 09 Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften - Institut für Organische Chemie
Duesbergweg 10-14
55128 Mainz

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2220HV053DVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 4: Chemische Synthese und Ligninspaltung - Akronym: FOREST-IIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so daß Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeitenwerden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet werden können. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, denen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können. Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Prof. Dr. Hermann A. Wegner
Tel.: +49 641 99-34330
hermann.a.wegner@org.chemie.uni-giessen.de
Justus-Liebig-Universität Gießen - Fachbereich 08 - Biologie und Chemie - Institut für Organische Chemie - AG Prof. Dr. Hermann A. Wegner
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen

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2220HV053EVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 5: Elektrolyte - Akronym: FOREST-IIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so daß Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeitenwerden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet werden können. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, denen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können. Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Prof. Dr. Jürgen Janek
Tel.: +49 641 99-34501
juergen.janek@phys.chemie.uni-giessen.de
Justus-Liebig-Universität Gießen - FB 08 - Biologie und Chemie - Chemie - Physikalisch-Chemisches Institut
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen

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2220HV053FVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 6: Membranen - Akronym: FORESTIIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so daß Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeiten werden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, um diesen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können. Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Prof. Dr.-Ing. Steffen Schütz
Tel.: +49 7141 98-3610
steffen.schuetz@mann-hummel.com
MANN+HUMMEL GmbH
Schwieberdinger Str. 126
71636 Ludwigsburg

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2220HV053GVerbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST II); Teilvorhaben 7: Quantenmechanische Berechnungen und Degradationsmechanismen - Akronym: FOREST-IIDieses Projekt ist die Fortführung und Erweiterung der Arbeiten aus dem vorangegangenen Projekt "FOREST - Chemische und elektrochemische Verfahren zur Umsetzung nachwachsender Rohstoffe zu redoxaktiven Substanzen". Alle wesentlichen Verfahrensschritte konnten in diesem Vorgängerprojekt erforscht werden. Damit der Prozess zukünftig wirtschaftlich einsetzbar wird, sind weitere Fragestellungen grundlegend zu erforschen: Um die Ausbeute an niedermolekularen, aromatischen Verbindungen aus der Ligninfragmentierung zu verbessern, wird die Produktfiltration mit der Fragmentierungsreaktion verbunden, so daß Zielmoleküle während der Reaktion aus dem Prozess entfernt und vor einem weiteren Abbau im Reaktor geschützt werden. Dazu müssen zunächst Filtrationsmembranen erforscht werden, die unter den harschen Reaktionsbedingungen eingesetzt werden können. Für die weiteren Schlüsselreaktionen zur Umsetzung von Lignin zu organischen Elektrolyten wird der elektrosynthetische Ansatz zur Reaktionsoptimierung untersucht. Die Einführung dieser Schritte in den Prozessablauf ist ein technisches Arbeitsziel des Projektes, wobei auch eine wissenschaftliche Verwertung der elektrochemischen Erkenntnisse geplant ist. Weiterhin befassen sich die Projektarbeiten mit der Aufklärung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen, um Effekte zu verstehen, die durch Substituenten an den redoxaktiven Verbindungen hervorgerufen werden. Aus diesen Arbeitenwerden Vorhersagen zur elektrochemischen Performance von redoxaktiven Substanzen als Elektrolyte abgeleitet werden können. Darüber hinaus müssen für eine adäquate Lebensdauer der Batterien Untersuchungen zu Degradationsprozessen durchgeführt werden, denen z.B. durch stabilere Moleküle, geeignetere Betriebsparameter oder Regenerationsstrategien gezielt begegnen zu können. Zu guter Letzt wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit auch die Verwertung von Nebenströmen in einem eigenen Arbeitspaket untersucht.Prof. Dr. Doreen Mollenhauer
Tel.: +49 641 99-34560
doreen.mollenhauer@phys.chemie.uni-giessen.de
Justus-Liebig-Universität Gießen - FB 08 - Biologie und Chemie - Chemie - Physikalisch-Chemisches Institut
Heinrich-Buff-Ring 17
35392 Gießen

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2220HV055XCellulosebasierte Produkte für Farben und Lacke als Rheologieadditive und funktionale organische Füllstoffe (Lack-Verbesserer) - Akronym: Lack-VerbessererBiobasierte Produkte auf Basis von Cellulose sollen als funktionelle Additive für Farben und Lacke entwickelt werden und damit nicht-biologische Produkte ersetzen. Spezielle Celluloseprodukte, sog. Cellulosegele, werden zur Verwendung als Verdicker (Rheologieadditive) für Lacke entwickelt. Hier ersetzen sie synthetische Stoffe. Gleichzeitig soll das Trocknungsverhalten verbessert und der Filmriss verringert werden. Ein weiteres Entwicklungsziel ist der Einsatz von ultrafeiner Cellulose als Ersatz anorganischer Füllstoffe (Kieselsäure, Kreide, TiO2) in Farben und Lacken zur Verbesserung der Nassabriebbeständigkeit bzw. Kratzfestigkeit, Mattierung und der Verarbeitbarkeit von Farb- und Lacksystemen. Es wird auch hier angestrebt, nicht nur die bisher eingesetzten Füllstoffe zu ersetzen, sondern gleichzeitig die Eigenschaften der Farben und Lacke weiter zu verbessern. Die Vermarktung soll weltweit über das Vertriebsnetz der JRS erfolgen.Dr. Hans-Georg Brendle
Tel.: +49 7967 152-125
dr.brendle@jrs.de
J. Rettenmaier & Söhne GmbH + Co KG
Holzmühle 1
73494 Rosenberg

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2220HV059AVerbundvorhaben: Biobasierte Leichtbau-Hohlprofile mit geflochtenen Holzbändern; Teilvorhaben 1: Herstellung von Furnierbändern - Akronym: LignobraidÜbergreifendes Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Technologie zur reproduzier-baren Herstellung von biobasierten Leichtbau-Hohlprofilen mit definiertem Faserverlauf aus Holz-werkstoffen. Durch den weitgehenden Erhalt der positiven Holzeigenschaften im Endprodukt soll das Leichtbau-Hohlprofil gehobenen mechanischen Ansprüchen gerecht werden. Hierfür sollen aus Holz zuerst kontinuierliche Furnierbänder erzeugt werden, welche sich dann flechttechnisch zu Preformen weiterverarbeiten lassen. Die Flecht-Preformen können in einem Formwerkzeug mit biobasiertem Kunststoff benetzt und zum Hohlprofil konsolidiert werden.Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ
Tel.: +49 351 463-38101
andre.wagenfuehr@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik
Marschnerstr. 39
01307 Dresden

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2220HV059BVerbundvorhaben: Biobasierte Leichtbau-Hohlprofile mit geflochtenen Holzbändern; Teilvorhaben 2: Leichtbau-Hohlprofile - Akronym: LignobraidÜbergreifendes Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Technologie zur reproduzierbaren Herstellung von biobasierten Leichtbau-Hohlprofilen mit definiertem Faserverlauf aus Holzwerkstoffen. Durch den weitgehenden Erhalt der positiven Holzeigenschaften im Endprodukt soll das Leichtbau-Hohlprofil gehobenen mechanischen Ansprüchen gerecht werden. Hierfür sollen aus Holz zuerst kontinuierliche Furnierbänder erzeugt werden, welche sich dann flechttechnisch zu Preformen weiterverarbeiten lassen. Die Flecht-Preformen können in einem Formwerkzeug mit biobasiertem Kunststoff benetzt und zum Hohlprofil konsolidiert werden.Prof. Dr.-Ing. habil Maik Gude
Tel.: +49 351 463-38153
maik.gude@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik - Professur Leichtbaudesign und Strukturbewertung
Holbeinstr. 3
01307 Dresden

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2220HV062XBack-to-Nature: Umweltentlastung durch nachhaltigen Werkstoffersatz für synthetische Polymere (BtN) - Akronym: BtNSynthetische Kunststoffe sind derzeit weit verbreitet und belasten unsere Umwelt enorm. Laut derzeitiger Prognosen ist im Jahr 2025 mit einer Produktionsmenge an Kunststoffen von mehr als 600 Millionen Tonnen zu rechnen. Diese aus fossilen Brennstoffen hergestellte Materialart stellt die Menschheit in vielen Punkten vor große Herausforderungen. So werden selbst bei optimaler Benutzung der Produkte oder der unsachgemäßen Entsorgung Mikropartikel gebildet, die ihren Weg größtenteils unkontrolliert in unser Ökosystem finden und umweltbelastende Folgen mit sich bringen. Zudem werden umweltschädliche oder giftige Gase bei der Herstellung oder der Zersetzung der Werkstoffe freigesetzt. Ein Biopolymer in Form eines modifizierten Naturfaserwerkstoffes könnte einen greifbaren Ersatz liefern, der zur direkten Umweltentlastung führt. Eine erste Vorstudie, in der Buchenvollholz mittels diverser Prozesse und nachhaltiger Additive modifiziert wurde, hat beachtliche Ergebnisse zum Vorschein gebracht. Die untersuchten Materialattribute Verschleiß, Reibung und Härte konnten gegenüber technisch genutzten synthetischen Polymeren signifikant optimiert werden. Somit könnte ein biobasiertes Substitutionsgut geschaffen werden, welches zukünftig einen nachhaltigen Ersatz für umweltschädliche Polymere bieten könnte. Jedoch müssen vorerst die aus der Vorstudie generierten grundlegenden Fragestellungen und Lücken der Wissenschaft erforscht und beantwortet werden. Hierfür sind Untersuchungen des mechanischen und hygroskopischen Verhaltens unabdingbar. Das Wissen dieser eng miteinander verbundenen Materialeigenschaften ist elementar, um den Reifegrad für anwendungsorientierte Untersuchungen zu qualifizieren. Das globale Ergebnis dieser zukunftsorientierten Studie wird in Form von einem Naturfaserverbundmaterial vorliegen, das ökologisch, ökonomisch und sozial unumstritten ist und den nachfolgenden Generationen keinen Anlass zum weiteren Handeln aufbürdet.Prof. Dr. Syed Imad-Uddin Ahmed
Tel.: +49 5331 93944630
i.ahmed@ostfalia.de
Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften - Hochschule Braunschweig/Wolfenbüttel - Institut für Konstruktion und angewandten Maschinenbau
Salzdahlumer Str. 46/48
38302 Wolfenbüttel

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31.05.2024
2220HV063AVerbundvorhaben: Entwicklung von automatisierten (digitalen) Bilderkennungssystemen zur Holzartenbestimmung mittels künstlicher Intelligenz; Teilvorhaben 1: Holzanatomie - Akronym: KI_Wood-IDDie Anforderungen an eine zweifelsfreie Bestimmung von international gehandelten Holzprodukten zur Eingrenzung des illegalen Holzeinschlags haben mit Inkrafttreten der Europäischen Holzhandelsverordnung (EUTR) und den CITES-Listungen in den letzten Jahren stark zugenommen. Die Entwicklung von Bilderkennungssystemen mittels künstlicher Intelligenz (KI) zur automatisierten Holzartenbestimmung liefert hierfür einen innovativen Beitrag, um insgesamt den Handel mit legalen Rohstoffen und den Verbraucherschutz zu stärken. Diese Ressortforschungsaufgabe ist von erheblichem Bundesinteresse für die Durchführung der gesetzlichen Kontrollen durch die zuständige Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) und die lokalen Umweltbehörden. Die große Bedeutung dieser Zielsetzung, insbesondere für die eindeutige Bestimmung der verwendeten Holzarten in Papier und Papierprodukten, die in einem Umfang von ca. 12 Mio. Tonnen jährlich nach Deutschland eingeführt werden, dokumentiert sich in den stark zunehmenden Anfragen und Prüfaufträgen an das Thünen-Kompetenzzentrum Holzherkünfte. Seit Inkrafttreten der EUTR im März 2013 haben die Prüfaufträge aus den Bereichen der Handelsunternehmen und Behörden um 370 % zugenommen. Die anatomische Bestimmung der Holzprodukte erfolgt auf der Basis mikroskopischer Schnittpräparate und Mazerate, die lichtmikroskopisch analysiert werden. Die eindeutige Erkennung und Abgrenzung der charakteristischen Strukturmerkmale erfordert eine fundierte wissenschaftliche Expertise und Zugang zu belegten Referenzpräparaten. Da diese international nur an wenigen Forschungseinrichtungen zur Verfügung stehen, sehen wir in der Entwicklung von automatisierten Bilderkennungssystemen eine sehr wichtige und dringend nachgefragte Forschungsaufgabe, um die stark zunehmenden Anfragen auf dem Gebiet der Holzartenbestimmungen bearbeiten und gleichzeitig praktische Systeme für weitere wissenschaftliche Einrichtungen oder akkreditierte Prüflabore bereitstellen zu können.Dr. Andrea Olbrich
Tel.: +49 40 73962-447
andrea.olbrich@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung
Leuschnerstr. 91 c
21031 Hamburg

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2220HV087AVerbundvorhaben: Lignin-Hydrogele für die Sorption von Metallionen und Seltenen Erden (Lignohydro-4-Metals); Teilvorhaben 1: Herstellung und Optimierung der Hydrogele - Akronym: Lignohydro-4-MetalsDie Zielstellung des vorliegenden Projektes liegt in der Entwicklung von neuartigen Adsorptionsmitteln, die es erlauben sollen, Metalle und Selten Erden unter Nutzung nachwachsender Rohstoffe aus niedrig belasteten bergbaubeeinflussten Grund- und Oberflächenwässern sowie Prozesswässern abzutrennen. Dabei ist das Vorhaben auf eine nachhaltige Ressourcen- und Wassernutzung ausgerichtet. Aus technischen Ligninen (Kraft-, Sodalignin und Lignosulfonat) sollen Lignin-Hydrogele als Adsorptionsmittel für Metalle und Selten Erden hergestellt werden. Lignine fallen als zweithäufigstes Biopolymer bei der Zellstoffherstellung und Bioraffinerie als Reststoffe an. Da dieses natürliche Polymer eine komplexe und inhomogene Struktur aufweist, welche in ihrer konkreten Zusammensetzung von verschiedenen Faktoren wie Pflanzenart, Alter oder Pflanzenteil abhängt, ist die direkte stoffliche Nutzung dieser technischen Lignine derzeit eingeschränkt. Durch einen relativ hohen Anteil an sauerstofffunktionellen Gruppen und aromatischen Ringen eignet es sich prinzipiell zur Adsorption von Metallionen via Komplexbildung. Durch physikalische und chemische Modifizierung, wie die Einstellung von Molmassen, das Einbringen funktioneller Gruppen oder Vernetzung, können Lignin-Hydrogele mit definierten Strukturen und spezifischen Sorptionseigenschaften hergestellt werden. Damit können maßgeschneiderte Adsorbentien für verschiedene Aufgaben zur Verfügung gestellt werden. Die Verwendung von Hydrogelen zeigt zudem sowohl Vorteile bei der Adsorptionskinetik als auch bei der Adsorption von Schadmetallen aus verdünnten Lösungen. Innerhalb des Projektes sollen Lignin-Hydrogele entwickelt und optimiert werden, mit denen eine Adsorption von Metallionen (Schwermetalle und Selten Erden) aus niedrig belasteten bergbaubeeinflussten Wässern, Abwässern der Rohstoffgewinnung und –verarbeitung und Prozesswässern möglich ist.Prof. Steffen Fischer
Tel.: +49 351 46331240
sfischer@forst.tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften - Fachrichtung Forstwissenschaften - Institut für Pflanzen- und Holzchemie
Pienner Str. 8
01737 Tharandt

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2220HV087BVerbundvorhaben: Lignin-Hydrogele für die Sorption von Metallionen und Seltenen Erden (Lignohydro-4-Metals); Teilvorhaben 2: Adsorptionstechnologie - Akronym: Lignohydro-4-MetalsDie Zielstellung des vorliegenden Projektes liegt in der Entwicklung von neuartigen Adsorptionsmitteln, die es erlauben sollen, Metalle und Selten Erden unter Nutzung nachwachsender Rohstoffe aus niedrig belasteten bergbaubeeinflussten Grund- und Oberflächenwässern sowie Prozesswässern abzutrennen. Dabei ist das Vorhaben auf eine nachhaltige Ressourcen- und Wassernutzung ausgerichtet. Aus technischen Ligninen (Kraft-, Sodalignin und Lignosulfonat) sollen Lignin-Hydrogele als Adsorptionsmittel für Metalle und Selten Erden hergestellt werden. Lignine fallen als zweithäufigstes Biopolymer bei der Zellstoffherstellung und Bioraffinerie als Reststoffe an. Da dieses natürliche Polymer eine komplexe und inhomogene Struktur aufweist, welche in ihrer konkreten Zusammensetzung von verschiedenen Faktoren wie Pflanzenart, Alter oder Pflanzenteil abhängt, ist die direkte stoffliche Nutzung dieser technischen Lignine derzeit eingeschränkt. Durch einen relativ hohen Anteil an sauerstofffunktionellen Gruppen und aromatischen Ringen eignet es sich prinzipiell zur Adsorption von Metallionen via Komplexbildung. Durch physikalische und chemische Modifizierung, wie die Einstellung von Molmassen, das Einbringen funktioneller Gruppen oder Vernetzung, können Lignin-Hydrogele mit definierten Strukturen und spezifischen Sorptionseigenschaften hergestellt werden. Damit können maßgeschneiderte Adsorbentien für verschiedene Aufgaben zur Verfügung gestellt werden. Die Verwendung von Hydrogelen zeigt zudem sowohl Vorteile bei der Adsorptionskinetik als auch bei der Adsorption von Schadmetallen aus verdünnten Lösungen. Innerhalb des Projektes sollen Lignin-Hydrogele entwickelt und optimiert werden, mit denen eine Adsorption von Metallionen (Schwermetalle und Selten Erden) aus niedrig belasteten bergbaubeeinflussten Wässern, Abwässern der Rohstoffgewinnung und –verarbeitung und Prozesswässern möglich ist. Heike Fischer
Tel.: +49 3731 369-310
h.fischer@geosfreiberg.de
G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH
Schwarze Kiefern 2
09633 Halsbrücke

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31.10.2024
2220HV094AVerbundvorhaben: Hochleistungsmaterial für elektronische Kartensysteme im Kreditkartenformat; Teilvorhaben 1: Entwicklung einer Prozessführung und Herstellung lignocellulose-basierter Kartensysteme - Akronym: WoodCardZiel des Verbundprojektes ist die Erforschung eines aus delignifizierten und verdichteten Einzellagen aufgebauten Mehrschichtsystems, das als elektronische Karte zum Einsatz kommt. Die Einzellagen müssen dafür zu einer Dicke von 150 bis 200 µm verdichtet werden. Zudem werden die mechanisch-physikalischen Parameter in Abhängigkeit vom Ligninanteil an den Einzellagen ermittelt. Ligninanteil und Dicke der Einzellagen bestimmen die erreichbaren Kennwerte (z.B. E-Modul, Steifigkeit). Die Einzellagen werden zu Mehrschichtsystemen aufgebaut, die eingehend hinsichtlich ihrer mecha-nisch-physikalischen Kennwerte, der Delaminierung der Schichten, der Bedruckbarkeit sowie der Oberflächenbeschaffenheit charakterisiert werden. Ziel des Projektes ist es außerdem, eine RFID-Technologie, bestehend aus einer Antenne und einem Chipmodul in das Multilagensystem zu integrieren. Zudem wird die Bedruckbarkeit der Multilagensysteme mittels unterschiedlicher Verfahren untersucht. Das angestrebte Funktionsmuster wird entsprechend der Normvorgaben geprüft. Die Dicke soll 840 µm nicht überschreiten. Es sollen Laubholzarten verwendet werden, die langfristig und ausreichend verfügbar sind (Buche und Pappel).Dipl.-Wirt.-Ing. Annett Lomtscher
Tel.: +49 351 42278-454
annett.lomtscher@plasticard.de
Plasticard-ZFT GmbH & Co. KG
Reisewitzer Str. 82
01159 Dresden

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2220HV094BVerbundvorhaben: Hochleistungsmaterial für elektronische Kartensysteme; Teilvorhaben 2: Verdichtung von Einzellagen und Herstellung von Multilagenverbunden - Akronym: WoodCardZiel des Projektes ist die Erforschung eines aus delignifizierten und verdichteten Einzellagen aufgebauten Mehrschichtsystems, das als elektronische Karte zum Einsatz kommt. Die Einzellagen müssen dafür zu einer Dicke von 150 bis 200 µm verdichtet werden. Zudem werden die mechanisch-physikalischen Parameter in Abhängigkeit vom Ligninanteil an den Einzellagen ermittelt. Ligninanteil und Dicke der Einzellagen bestimmen die erreichbaren Kennwerte (z.B. E-Modul, Steifigkeit). Die Einzellagen werden zu Mehrschichtsystemen aufgebaut, die eingehend hinsichtlich ihrer mechanisch-physikalischen Kennwerte, der Delaminierung der Schichten, der Bedruckbarkeit sowie der Oberflächenbeschaffenheit charakterisiert werden. Ziel des Projektes ist es außerdem, eine RFID-Technologie, bestehend aus einer Antenne und einem Chipmodul in das Multilagensystem zu integrieren. Zudem wird die Bedruckbarkeit der Multilagensysteme mittels unterschiedlicher Verfahren untersucht. Das angestrebte Funktionsmuster wird entsprechend der Normvorgaben geprüft. Die Dicke soll 840 µm nicht überschreiten. Es sollen Laubholzarten verwendet werden, die langfristig und ausreichend verfügbar sind (Buche und Pappel).Prof. Dr.-Ing. Peer Haller
Tel.: +49 351 463-35575
peer.haller@tu-dresden.de
Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Stahl- und Holzbau - Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen
Georg-Schumann-Str. 7
01187 Dresden

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2220HV094CVerbundvorhaben: Hochleistungsmaterial für elektronische Kartensysteme im Kreditkartenformat; Teilvorhaben 3: Delignifizierung und Verklebung von Multilagenverbunden - Akronym: WoodCardZiel des Projektes ist die Erforschung eines aus delignifizierten und verdichteten Einzellagen aufgebauten Mehrschichtsystems, das als elektronische Karte zum Einsatz kommt. Die Einzellagen müssen dafür zu einer Dicke von 150 bis 200 µm verdichtet werden. Zudem werden die mechanisch-physikalischen Parameter in Abhängigkeit vom Ligninanteil an den Einzellagen ermittelt. Ligninanteil und Dicke der Einzellagen bestimmen die erreichbaren Kennwerte (z.B. E-Modul, Steifigkeit). Die Einzellagen werden zu Mehrschichtsystemen aufgebaut, die eingehend hinsichtlich ihrer mechanisch-physikalischen Kennwerte, der Delaminierung der Schichten, der Bedruckbarkeit sowie der Oberflächenbeschaffenheit charakterisiert werden. Ziel des Projektes ist es außerdem, eine RFID-Technologie, bestehend aus einer Antenne und einem Chipmodul in das Multilagensystem zu integrieren. Zudem wird die Bedruckbarkeit der Multilagensysteme mittels unterschiedlicher Verfahren untersucht. Das angestrebte Funktionsmuster wird entsprechend der Normvorgaben geprüft. Die Dicke soll 840 µm nicht überschreiten. Es sollen Laubholzarten verwendet werden, die langfristig und ausreichend verfügbar sind (Buche und Pappel).Dr. rer. nat. Almut Wiltner
Tel.: +49 351 4662-274
almut.wiltner@ihd-dresden.de
Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH
Zellescher Weg 24
01217 Dresden

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30.09.2023
2220NR088AVerbundvorhaben: Crustacea-Chitin basierte Buntpigmente (Crusty-Pigments); Teilvorhaben 1: Basispigmente und Druckfarbe - Akronym: Crusty-PigmentsPigmente stellen als farbgebende Komponente einen wichtigen Bestandteil jeder Druckfarbe sowohl mengen- als insbesondere auch wertmäßig dar. Aktuell werden alle eingesetzten Buntpigmente synthetisch auf Basis entsprechender Vorproduckte aus der Erdölchemie hergestellt. Es sind keinerlei biogene Pigmente als Alternative zu synthetischen, organischen Buntpigmenten im Bereich der Druckfarben verfügbar oder bekannt. Die klassischen, organischen Pigmente weisen prinzipbedingt mehrere gewichtige Nachteile auf, die den Ersatz durch biogene Pigmente als erstrebenswertes Ziel erscheinen lassen. Klassische Pigmente - verhindern die Formulierung vollständig biogener Druckfarben - enthalten oft kritische Reststoffe aus dem Herstellungsprozess - sind in ihrer Herstellung sehr ressourcenintensiv (insbesondere Wasser) - enthalten teilweise Chlor (gelb, orange, grün) - sind nicht biologisch abbaubar - sind nicht für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen. Ziel des Verbundvorhabens "Crusty Pigments" ist die Überwindung dieser Nachteile durch die Entwicklung biogener und gleichzeitig bioabbaubarer Pigmente für den Einsatz in Druckfarben. Die innovativen Pigmente basieren auf einer innovativen Kombination von Chitin und diversen biologischen Farbstoffen. Durch diesen Ansatz entstehen erstmals nahezu vollständig biogene, stabile, unlösliche Buntpigmente mit hoher Deckkraft und Farbbrillianz. Diese Pigmente werden im Projekt in allen für Druckfarben relevanten Farbtönen hergestellt und in einem ebenfalls biogenen Bindemittelsystem zu nutzbaren Druckfarben formuliert. Finales Ziel ist es hierbei insbesondere die oben genannten Nachteile konventioneller Druckfarben zu überwinden und die bisher nicht zugänglichen Anwendungsbereiche zu eröffnen.Dr. Oliver Strube
Tel.: +49 5251 60-2133
oliver.strube@upb.de
Universität Paderborn - Fakultät für Naturwissenschaften - Department Chemie - FG Technische Chemie und Chemische Verfahrenstechnik - FB Coating Materials and Polymers
Warburger Str. 100
33098 Paderborn

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2220NR088BVerbundvorhaben: Crustacea-Chitin basierte Buntpigmente (Crusty-Pigments); Teilvorhaben 2: Basispartikel und Pigmententwicklung - Akronym: Crusty-PigmentsPigmente stellen als farbgebende Komponente einen wichtigen Bestandteil jeder Druckfarbe sowohl mengen- als insbesondere auch wertmäßig dar. Aktuell werden alle eingesetzten Buntpigmente synthetisch auf Basis entsprechender Vorproduckte aus der Erdölchemie hergestellt. Es sind keinerlei biogene Pigmente als Alternative zu synthetischen, organischen Buntpigmenten im Bereich der Druckfarben verfügbar oder bekannt. Die klassischen, organischen Pigmente weisen prinzipbedingt mehrere gewichtige Nachteile auf, die den Ersatz durch biogene Pigmente als erstrebenswertes Ziel erscheinen lassen. Klassische Pigmente • verhindern die Formulierung vollständig biogener Druckfarben • enthalten oft kritische Reststoffe aus dem Herstellungsprozess • sind in ihrer Herstellung sehr ressourcenintensiv (insbesondere Wasser) • enthalten teilweise Chlor (gelb, orange, grün) • sind nicht biologisch abbaubar • sind nicht für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen Ziel des Verbundvorhabens "Crusty Pigments" ist die Überwindung dieser Nachteile durch die Entwicklung biogener und gleichzeitig bioabbaubarer Pigmente für den Einsatz in Druckfarben.Dr. rer. nat. Marc Entenmann
Tel.: +49 711 970-3854
marc.entenmann@ipa.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart

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30.09.2023
2220NR088CVerbundvorhaben: Crustacea-Chitin basierte Buntpigmente (Crusty-Pigments); Teilvorhaben 3: Anwendungstechnische Untersuchungen und Scale-up - Akronym: Crusty-PigmentsEs sind keinerlei biogene Pigmente als Alternative zu synthetischen, organischen Buntpigmenten im Bereich der Druckfarben verfügbar oder bekannt. Die klassischen, organischen Pigmente weisen prinzipbedingt mehrere gewichtige Nachteile auf, die den Ersatz durch biogene Pigmente als erstrebenswertes Ziel erscheinen lassen. Klassische Pigmente ... - verhindern die Formulierung vollständig biogener Druckfarben, - enthalten oft kritische Reststoffe aus dem Herstellungsprozess, - sind in ihrer Herstellung sehr ressourcenintensiv (insbesondere Wasser), - enthalten teilweise Chlor (gelb, orange, grün), - sind nicht biologisch abbaubar und - sind nicht für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen. Ziel des Verbundvorhabens "Crusty Pigments" ist die Überwindung dieser Nachteile durch die Entwicklung biogener und gleichzeitig bioabbaubarer Pigmente für den Einsatz in Druckfarben. Die innovativen Pigmente basieren auf Partikeln aus Chitin als Grundpigment und sind mit biologischen Farbstoffen sowie einem auf Cellulose basierenden Polymer funktionalisiert. Siegwerk Druckfarben wird dabei insbesondere bei der Formulierung der Druckfarben und bei der prototypischen Umsetzung mitwirken. Weiterhin werden Eignungstests und sowie die großtechnische Skalierung vorbereitet, sowie ökologische Bewertungen durchgeführt.Dr. Ralf Leineweber
Tel.: +49 2241 304-531
ralf.leineweber@siegwerk.com
Siegwerk Druckfarben AG & Co. KGaA
Alfred-Keller-Str. 55
53721 Siegburg

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2220NR139XEinsatz gering aufbereiteter Waldresthölzer im Rosenheimer Verfahren zur Holzvergasung - Akronym: ROWaHGelingt es, die klimafreundliche Technologie der Holzvergasung an gering aufbereitetes Waldrestholz anzupassen, steigert dies die Wirtschaftlichkeit und Attraktivität von Holzvergaser-Kleinanlagen. Der Einsatz dieser Bioenergieerzeugung in ländlichen, waldreichen Kommunen wäre durch ihre gute Integration in den flexiblen Energiemarkt und Nahwärmenetze möglich. Im Sinne der Politikstrategie Bioökonomie fördert dies regionale Investitionen und schafft dezentrale Wertschöpfungsketten und Absatzmärkte, sowohl in der Forstwirtschaft, als auch in der Energiewirtschaft. Die CO2-neutrale Strom- und Wärmebereitstellung leistet einen Beitrag zur Energiewende und kann durch Nutzung eines Reststoffes, trotz steigendem Energiebedarf, den Flächenverbrauch für den Anbau weiterer nachwachsender Rohstoffe verhindern. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts sollen nur gering aufbereitete Waldresthölzer im Rosenheimer Verfahren zur Holzvergasung genutzt werden. Gering aufbereitet bedeutet im Kontext dieser Projektskizze lediglich biologisch getrocknet und gehackt. Hierzu wird die interne Brennstoffaufbereitung der Vergasungsanlage hinsichtlich verschiedener Störstoffe ertüchtigt. Die von den Stadtwerken Rosenheim entwickelte Lambda-Steuerung des Vergasungsprozesses, welche sich im Betrieb mit sog. "Premium Hackschnitzeln" der Qualitätsklasse "ENplus A1" bewährt hat, soll im Einsatz nur gering aufbereiteter Waldhackschnitzel erprobt und ggf. angepasst werden. In Versuchsreihen soll ein Vergaserkennfeld entwickelt werden, in welchem der Vergasungsprozess in Abhängigkeit der Brennstoffeigenschaften (Wassergehalt, Korngröße, Feinanteil) und bei variabler Last zuverlässig und bei hohem Gesamtwirkungsgrad betrieben werden kann. Angesichts des höheren Wassergehalts nicht thermisch getrockneter Ware gilt der Feuchte des erzeugten Holzgases besonderes Interesse: Im Sinne einer Doppelstrategie soll das Produktgas nach den Ansprüchen der Gasverwertung im BHKW zusätzlich entfeuchtet werden. Lukas Tanzer
Tel.: +49 8031 365 2204
lukas.tanzer@swro.de
Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG
Bayerstr. 5
83022 Rosenheim

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2221HV093XMultifunktionelle, biobasierte Klebstoffe und Reaktionsdübelmassen auf Basis von Celluloseacrylat/-methacrylat (Cellulose-Acrylate) - Akronym: Cellulose-AcrylateDas Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung neuartiger, biobasierter und multifunktioneller, radikalisch härtender Harzsysteme für Hightech-Anwendungen in der Industrie und im Bausektor. Die Harzsysteme sollen für LED-lichthärtende Hochleistungs-Industrieklebstoffe verwendet werden, die sich für anspruchsvolle Klebeaufgaben eignen, z.B. in der Elektronik, und im Bausektor in chemischen Dübeln (Injektionsdübelmassen) eingesetzt werden können. Hierfür müssen sie die für Außenanwendungen und den Einsatz auf der Baustelle nötigen Verarbeitungseigenschaften aufweisen und nach dem Härtungsprozess hohe Tragfähigkeit gewährleisten. In beiden Anwendungsgebieten werden sie ein besonders schnelles, dauerhaftes und belastbares Verbinden ermöglichen und dabei, neben dem Umstand, dass sie größtenteils biobasiert sein werden, kostengünstig, toxikologisch unbedenklich sowie sehr emissionsarm sein und zusätzliche Funktionalitäten wie flammwidrige Eigenschaften aufweisen. Dies soll erreicht werden, indem erstmalig Acryl- bzw. Methacrylsäureester der Cellulose als reaktive Komponenten in Harzsystemen eingesetzt werden. Auf Grund der besonderen Struktur der Reaktivkomponenten werden beim Härtungsprozess Quervernetzungen zwischen den biobasierten Makromonomeren untereinander und weiteren Rezepturbestandteilen geknüpft. Dies führt zu einer hohen Netzwerkdichte und damit zu außerordentlich guten mechanischen Eigenschaften mit einer sehr hohen Funktionalität. Zusätzlich lassen sich über die funktionellen Gruppen weitere Eigenschaften direkt ins Netzwerk einzubringen. Um die o.g. Anforderungen zu erreichen, werden in diesem Vorhaben die Struktureigenschaften der Celluloseacrylate & –methacrylate für den Einsatz in Reaktionsdübelmassen und Hochleistungs-Industrieklebstoffen angepasst und optimiert. Das finale Ziel besteht in optimierten Rezepturen auf Basis der neuen Harzkomponenten, die beste Voraussetzungen für eine Weiterentwicklung zu kommerziell erfolgreichen Produkten bieten.Dr. rer. nat. Michael Ciesielski
Tel.: +49 6151 705-8619
michael.ciesielski@lbf.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF-K)
Schloßgartenstr. 6
64289 Darmstadt

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22409617Verbundvorhaben: Hoch-Integrierte Elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen (IntEleK-to); Teilvorhaben 1: Kontinuierlicher Betrieb und Untersuchungen der Eigenschaften der Produkte - Akronym: IntEleK-toDie Hauptziele des Verbundprojekts "IntElek-to" sind die Entwicklung eines hochintegrierten, elektro-chemischen, kontinuierlichen Prozesses und Reaktorsystems zur Konversion von Ligninen in Plattformchemikalien und die Konversion dieser aromat. drop-in Chemikalien und oligomeren Verbindungen zu funktionalen Verbindungen für stoffliche Anwendungen. In TV 1 werden integrierte, kontinuierliche, elektro-chemische Reaktorsysteme aufgebaut, die Übertragung von batch- auf kontinuierliche Prozesse zu drop-in Chemikalien und Oligomere realisiert. TV 1 zielt außerdem auf die Konversion genannter Verbindungen zu funktionalen oligomeren und Polymeren für stoffliche Anwendungen.Im Rahmen des Verbundprojektes Intelekto konnte im Teilvorhaben 1, bearbeitet durch die Abteilungen Angewandte Elektrochemie und Umweltengineering des Fraunhofer ICTs, zunächst die Machbarkeit zu Vanillin- und Syringaldehyd-basierten Polymeren und Polymerbausteinen im Batch-Labormaßstab erfolgreich gezeigt werden. Hierzu wurden klassisch-organische, enzymatische und elektrochemische Konversionsschritte für den Molekulargewichtsaufbau ausgenutzt. Im Detail wurden Pinakolkopplungsprodukte elektrochemisch aus Vanillin und Syringaldehyd hergestellt, welche in einer nachgelagerten Funktionalisierung mit niedermolekularen Epoxidverbindungen zu neuartigen sternförmigen, aromatischen Polyhydroxyverbindungen umgesetzt wurden. Weiter wurde das enzymatisch zugängliche 5,5´-Bivanillyl aus Vanillin zur Darstellung von verschiedenen Polyiminen und zur elektrochemischen kathodischen Darstellung von Polyvanillin ausgenutzt. Die Produkte wurden durch verschiedene moderne instrumentell-analytische Methoden, wie beispielsweise (2D-)NMR, HPLC-MSD, FT-IR, GPC oder TGA/DSC, charakterisiert. Fortführend wurden die elektrochemischen kathodischen Prozesse von der Batchzelle auf einen modularen Flowreaktor übertragen. Diese wurden unter verschiedenen Prozessbedingungen hinsichtlich verfahrenstechnischer Kennzahlen wie Stromausbeute, Produktivität und spezifischer Energieverbrauch untersucht und optimiert. Es zeigten sich hierbei vielversprechende Kennzahlen der Prozesse. Ebenfalls wurde die Funktionstüchtigkeit eines Flowreaktormoduls zum potentiellen anodischen Abbau von Lignin zu aromatischen niedermolekularen Aldehyden und Ketonen (Vanillin und Syringaldehyd-Derivate) und neuen Oligomeren unter den notwendigen extremen Prozessbedingungen von 160 °C und 3 M NaOH gezeigt. Die adressierten Machbarkeiten zeigen innovative interdisziplinären Prozessrouten für die Produktion von biobasierten Polymeren und Monomeren entlang der Wertschöpfungskette von Lignin, Vanillin und Syringaldehyd.Dipl.-Ing. (FH) Peter Rabenecker
Tel.: +49 721 4640-247
peter.rabenecker@ict.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
76327 Pfinztal
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22409717Verbundvorhaben: Hoch-Integrierte Elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen (IntEleK-to); Teilvorhaben 2: Anodische und kathodische Teilprozesse (Batch) - Akronym: IntEleK-toHauptziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung eines hochintegrierten, elektrochemischen, kontinuierlichen Prozesses und Reaktorsystems für die Konversion von Lignin zu bio-basierten phenolischen Feinchemikalien (aromatische Aldehyde und Ketone). Der selektive Abbau des Biopolymers Lignin wird dabei durch den Einsatz von Elektrizität, als nachhaltiges, umweltschonendes und nicht toxisches Reagenz realisiert werden. Zudem werden die gebildeten aromatischen Verbindungen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen/Polymeranwendungen weiter umgesetzt. Diese sind insbesondere deswegen interessant, da sie zu bereits am Markt erhältlichen und zu nachgefragten Produkten (verschiedene Polymeradditive, verschiedene Hochleistungspolymere, Pharmazeutika, Aroma-und Geruchsstoffe) verarbeitet werden können.Der selektive Abbau von Kraft-Lignin zur Aromachemikalie Vanillin konnte mittels Hochtemperaturelektrolyse in guten Ausbeuten (69% vs. NBO1) erreicht werden. Hierbei konnte durch die Verwendung von Elektrizität als Oxidationsmittel auf den Einsatz von toxischen und/oder krebserregenden Chemikalien verzichtet werden. Für eine effiziente Depolymerisierung des Biopolymers Lignin zeigte sich eine Elektrolysetemperatur von <100 °C als essenziell. Durch die Etablierung der Hochtemperaturelektrolyse gelang der Abbau von Kraft-Lignin zu niedermolekularen phenolischen Bausteinen mit mehr als 5 Gew.% Ausbeute. Zudem ist diese entwickelte Elektrolysemethode robust und konnte auf eine Vielzahl verschiedener Kraft-Lignine adaptiert werden. Des Weiteren konnte neben der Umsetzung von Kraft-Lignin auch der elektrochemische Abbau von Organosolv-Lignin mittels Hochtemperaturelektrolyse gezeigt werden. Hier konnten neben Vanillin und Acetovanillon auch Syringaldehyd, Acetosyringon und Guajakol in guten Ausbeuten produziert werden. Zusätzlich wird bei der Hochtemperaturelektrolyse "grüner" Wasserstoff als wertvolles (kathodisch-erzeugtes) Produkt erhalten. Neben der Hochtemperaturelektrolyse als Methode für den selektiven Abbau von Lignin zu bio-basierten Feinchemikalien, konnte dieser mittels elektrochemisch erzeugtem Peroxodicarbonat realisiert werden. So konnte durch die ex-cell Elektrosynthese des Oxidationsmittels Natriumperoxodicarbonat, der oxidative Ligninabbau von der Elektrolyse entkoppelt werden. Auch hier wurden gute Vanillinausbeuten (> 5 Gew.%) durch die oxidative Depolymerisierung von Kraft-Lignin produziert. Zuletzt konnte durch die Verwendung von stark-basischem Anionenaustauscherharz eine effiziente Aufreinigungsstrategie etabliert werden. Hier gelang die selektive Adsorption (mit anschließender Desorption) niedermolekularer Phenole (Vanillin, Acetovanillon, 5,5‘-bis-Vanillin, usw.) ohne Azidifizierung des gesamten Elektrolyten.Prof. Dr. Siegfried R. Waldvogel
Tel.: +49 6131 39-26069
waldvogel@uni-mainz.de
Johannes Gutenberg-Universität Mainz - FB 09 Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften - Institut für Organische Chemie
Duesbergweg 10-14
55128 Mainz
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22409817Verbundvorhaben: Hoch-Integrierte Elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen (IntEleK-to); Teilvorhaben 3: Reaktormodule - Akronym: IntEleK-toDie Hauptziele des Verbundprojekts "IntElek-to" waren die Entwicklung eines hochintegrierten, elektro-chemischen, kontinuierlichen Prozesses und Reaktorsystems zur Konversion von Ligninen in Plattformchemikalien und die Konversion dieser aromatischen drop-in Chemikalien und oligomeren Verbindungen zu funktionalen Verbindungen für stoffliche Anwendungen. Im Teilvorhaben 3 wurde die Entwicklung und Umsetzung der elektrochemischen Reaktoren und der Anlagentechnik für die Übertragung der Prozesse aus dem Batch- in den Konti-Betrieb durchgeführt.Im Rahmen des Verbundprojektes "IntElek-to" konnte im Teilvorhaben 3, bearbeitet durch die HiTec Zang GmbH, die technische Anforderungsdefinition für die elektrochemischen Reaktoren der Aufbau- und Abbauelektrolyseprozesse durchgeführt werden. Auf dieser Grundlage konnte die CAD-Konstruktion, die Fertigung und die Erprobung der Reaktoren erfolgen. Hierbei hat auf Grundlage unterschiedlicher Prototypen eine kontinuierliche Verbesserung des Reaktordesigns und der Werkstoffauswahl stattgefunden. Darüber hinaus ist die technische Anforderungsdefinition und Planung der gesamten Anlagenperipherie zur Durchführung der kontinuierlichen Elektrolyseprozesse erfolgt. Für die anodischen Abbauprozesse hat die Umsetzung dieser Planung zu einer Forschungsanlage stattgefunden.Dr. Burkhardt Kusserow
Tel.: +49 2407 9101011
burkhard.kusserow@hitec-zang.de
Hitec Zang GmbH
Ebertstr. 30-32
52134 Herzogenrath
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2022-05-31

31.05.2022
22WB309801Verbundvorhaben: Entwicklung von ligninbasierten Polyurethanen für Hartschäume und Holzklebstoffe; Teilvorhaben 1 - Akronym: LignoPurZiel im Forschungsvorhaben LignoPUR ist der Einsatz von modifizierten Ligninen in Polyurethanen (PU). Dabei soll einerseits die Isocyanatkomponente durch chemisch modifiziertes Lignin ersetzt werden. Das ligninstämmige Isocyanat soll anschließend in Kombination mit Ligninpolyolen zu biobasierten Polyurethanen umgesetzt werden. Zudem werden neuartige Ligninderivate entwickelt mit denen isocyanatfreie Polyurethane (NIPU‘s) hergestellt werden können. Die Eignung der Produkte wird für die Herstellung von Hartschäumen und Klebstoffen erprobt. Das Biopolymer Lignin ist somit Ausgangsstoff für qualitativ und technologisch hochwertige Werkstoffe, wobei die Integration von Lignin in PU-Werkstoffen mit langer Lebensdauer insgesamt zu einer nachhaltigen Speicherung biogenen Kohlenstoffs führen soll. - Auswahl und Gewinnung geeigneter Lignine - Synthese und Charakterisierung von Lignin-Polyolen - Synthese und Charakterisierung von Lignin-Isocyanaten - Synthese und Charakterisierung von Lignin-Carbonaten - Upscaling ausgewählter Syntheserouten für Werkstoffherstellung - Herstellung ligninbasierter PU-Schäume - Herstellung ligninbasierter PU-Klebstoffe - Herstellung von PU-Schäumen mit Lignincarbonat (NIPU) - Herstellung von PU-Klebstoffen mit Lignincarbonat (NIPU) - Materialcharakterisierung - Prüfung spezifischer Applikationsbereiche für LIGNOPUR-Schäume - Projektmanagement und BerichtswesenDr. Ralph Lehnen
Tel.: +49 40 822459-134
ralph.lehnen@thuenen.de
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung
Haidkrugsweg 1
22885 Barsbüttel

2017-12-18

18.12.2017

2022-05-31

31.05.2022
22WB309802Verbundvorhaben: Entwicklung von ligninbasierten Polyurethanen für Hartschäume und Holzklebstoffe; Teilvorhaben 2 - Akronym: LignoPurIn dieser Projektphase soll durch Laborversuche geklärt werden, ob und inwieweit Lignin und dessen Derivate als Substitut der Polyurethan Ausgangsstoffe Isocyanat und Polyol für eine Polyurethan Hartschaum Synthese. einsetzbar ist. Zur Evaluation der Forschungsfrage werden Kleinversuche mit geringst möglichem Materialeinsatz durchgeführt.Dr. Thomas Bommer
Tel.: +49 7551 8099-425
thomas.bommer@puren.com
puren gmbh
Rengoldshauser Str. 4
88662 Überlingen

2019-01-01

01.01.2019

2022-10-31

31.10.2022
22WK313801ChemSnep - Biokonversion von Sägenebenprodukten aus Laub- und Nadelhölzern zur Gewinnung von chemischen Synthesebausteinen - Akronym: ChemSnepZiel des Projektes ist die Erforschung stofflicher Verwertungsmöglichkeiten von Sägenebenprodukten aus dem Feinspan von Laub- und Nadelholz für die Gewinnung von chemischen Synthesebausteinen. Damit kann nicht nur Kohlenstoff dauerhaft gebunden, sondern es können gleichzeitig auch erdölbasierte Verfahren ersetzt werden, um den Materialbedarf beispielsweise der chemischen Industrie teilweise zu decken. Damit wird nicht nur der Beitrag von Holz zum Klimaschutz gestärkt, sondern zudem neue Verwendungsmöglichkeiten für den erhöhten Laubholzanteil (insbesondere Buche) in den deutschen Wäldern geschaffen.Dr. rer. nat. Jens Baumgardt
Tel.: +49 30 83853110
baumgard@zedat.fu-berlin.de
Freie Universität Berlin
Kaiserswerther Str. 16-18
14195 Berlin