Bild: Von VarunRajendran in der Wikipedia auf Englisch, CC BY-SA 3.0

Biokomposite erobern nach und nach zusätzliche Märkte.
Sie lassen sich für viele umweltschonende Anwendungen und Produkte einsetzen.

Biokomposite sind Verbundwerkstoffe mit einer biologischen Komponente, meistens Naturfasern. Vorteile der Naturfasern sind ihre Nachhaltigkeit und die damit verbundene Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen, ihre CO2-Neutralität, aber vor allem auch ihre physikalischen Eigenschaften, beispielsweise ihre geringe Dichte und eine hohe Festigkeit und Steifigkeit.

Bioverbundwerkstoffe
Bild: nova-institut

Bislang ist die Bauwirtschaft mit dem Terrassenmarkt der Hauptabsatzmarkt der Holz-(Bio-)Kunststoff-Verbundwerkstoff-Branche. Zu den Produkten gehören beispielsweise Terrassendielen, Bodenbeläge, Fassaden, Sichtschutzelemente, uvm.

Aber auch in anderen Branchen gewinnen Biokomposite zusätzliche Bedeutung durch neueste Entwicklungen im Spritzguss und 3D-Druck. Es entstehen viele neue differenzierte Anwendungen für umweltschonende Holz- und Naturfaserverbundwerkstoffe (Wood-Plastic-Composites, WPC oder Natural Fibre Composites, NFC).

Daher wachsen die Biokompositmärkte weiter, sowohl kontinuierlich in etablierten Märkten wie Bau und Automobil als auch stark in den jüngst erschlossenen Märkten für Konsumgüter und Verpackungen mit neuen Abnehmern und Anbietern.

Nach Berechnungen des nova-Instituts Mitte 2019 wird sich der Marktanteil der Biokomposit-Granulate in Europa in den nächsten 10 Jahren verdoppeln.

Tabelle BiokompositeQuelle: nova-institut

 

Biokomposite im Automobilbereich

Im Automobilbereich werden Biokomposite vor allem für den Leichtbau eingesetzt, der resultierende geringere CO2-Fußabdruck spielt bei technischen Anwendungen und in der Automobilindustrie allgemein eine entscheidende Rolle.

Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe werden hauptsächlich für Heckböden, Kofferraumverkleidungen, Reserveräder sowie für Türinnenverkleidungen eingesetzt.

Bei Naturfaserverbundwerkstoffen liegt der Fokus auf Innenverkleidungen für hochwertige Türen und Armaturenbretter, die entweder mit duroplastischer oder thermoplastischer Matrix verarbeitet werden.
Ein weiterer potenzieller Markt, der erst kürzlich erschlossen wurde, sind Biokomposite für Elektrofahrzeuge kleinerer Unternehmen, die neu am Markt sind, und Rennwagen. Solche kleineren Hersteller sind nicht Teil der etablierten automobilen Wertschöpfungskette und suchen nach ökologischen Leichtbaumaterialien mit geringem CO2-Fußabdruck.

 

Konsumgüter und Alternativen zu Plastik

Biokomposite enthalten Holz oder andere Naturfasern und ein (Bio-)Polymer als Matrix. Verschiedene Produktionsverfahren, wie Extrusion und Spritzguss sowie Pressformen oder 3D-Druck, werden angeboten.

Die meisten Hersteller verwenden nach wie vor Polymere auf fossiler Basis für die Herstellung von Biokompositen.

Inzwischen gibt es viele bio-basierte Polymere auf dem Markt, um teilweise oder vollständig bio-basierte Verbundwerkstoffe herzustellen und damit erneuerbaren Kohlenstoff anstelle von fossilem Kohlenstoff zu verwenden.

Einige Biokomposite sind biologisch abbaubar und für Sonderanwendungen geeignet: Natürliche Fasern in Kombination mit biologisch abbaubaren Kunststoffen sind optimal für den Einsatz in der Landwirtschaft, im Gartenbau und auch für Nutzungen als beispielsweise Filterkugeln und Kaffeekapseln geeignet.

Verpackungen sind die führende Anwendung von bio-basierten Polymeren. Diese unterscheiden sich optisch nicht von petrobasierten Kunststoffen. In Kombination mit Holz oder Naturfasern bieten sie hervorragende Möglichkeiten für eine ökologische Vermarktung von Essenstabletts, Biokosmetik oder auch Waschmitteln.

 

Biopolymere

Neben erdölbasierten Polymeren werden in den letzten Jahren auch zunehmend Biopolymere als Werkstoff eingesetzt. Das sind vor allem auf Maisstärke basierende Polylactide (PLA), aber auch aus Palmöl hergestellte Harze oder Stärke werden verwendet. Diese Werkstoffe besitzen viele weitere Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Polymeren. Sie sind beispielsweise gewöhnlich vollständig biologisch abbaubar. Zudem haben Biopolymere eine deutlich bessere CO2-Bilanz. Diese Werkstoffe können auch in biomedizinischen Zusammenhängen oder im Kontakt mit Nahrungsmitteln eingesetzt werden.

Die meisten Daten dieses Beitrags stammen aus Veröffentlichungen des nova-instituts. Weitere Informationen und Material sowie die Möglichkeit zum Erwerb verschiedener Studien gibt es hier.