Projekt

Mehr Natur auf das Papier

Federführendes Institut HF Institut für Holzforschung

Robinie (Robinia pseudoacacia) in Hanstedt und Struktur Kaempferol

Biomimetische Plasmapolymere zur Funktionalisierung von Papier

Pflanzen schützen sich mit verschiedenen Strukturen gegen Feuchtigkeit, Fraßfeinde und Mikroorganismen. Wir untersuchen, wie man diese Strukturen mit biogenen Vorläufermolekülen und unter Einsatz von Plasmapolymerisation auf Papier erzeugen kann.

Hintergrund und Zielsetzung

Vor dem Hintergrund sich stetig verknappender fossiler Ressourcen und immer offensichtlich werdender Umweltprobleme steht auch die Papierveredelung und -verwendung vor neuen Herausforderungen. Die zunehmende Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen führt auch zu einer steigenden Nutzung von Papier anstelle von petrochemische basierten Materialien, v.a. im Bereich von Verpackungen aber auch als Konstruktionsmaterial.

Ziel unseres Forschungsvorhabens ist die Oberflächenapplikation von biogenen Vorläufermolekülen auf Papier mit Hilfe der Plasmapolymerisation. Die Anwendung von Atmosphärendruck-plasmatechnologie und die Einbringung biogener Vorläufermoleküle sollen komplexe, botanisch inspirierte Beschichtungsmaterialien ermöglichen. Dadurch wird Papier mit verbesserten Eigenschaften versehen und als Werkstoff für ein erweitertes Nutzungsfeld bereitgestellt.

Vorgehensweise

Im ersten Schritt werden potentielle Vorläufermoleküle und deren Gewinnung aus biogenen Quellen mittels chem.-physik. Verfahren näher untersucht. Dabei kommen vorrangig überkritische Fluide in Form von Extraktionen oder strukturabbauenden Prozessen zum Einsatz. Die gewonnenen Fraktionen werden in einem nächsten Schritt auf ihre grundsätzliche Eignung für die Plasmapolymerisation überprüft. Geeignete Fraktionen werden dann in einem größeren Maßstab auf dem Realsystem Papier erprobt. Anhand der ausgewählten Materialien wird im Nachgang eine Bewertung, auch unter Nachhaltigkeits- und Recyclingaspekten, vorgenommen.

Unsere Forschungsfragen

Welche biogenen Vorläufermaterialien sind für eine Plasmapolymerisation verfügbar und geeignet?

Mit welchen chem. - phys. Verfahren lassen sich Vorläufermoleküle aus biogenen Materialien hinsichtlich Selektivität und Eignung für die Plasmapolymerisation gewinnen?

Wie beeinflussen biogene Plasmapolymere die Recyclingfähigkeit von Papier sowie die Verwertung nach dessen Lebenszyklus?