Thermoplastische Stärke für industrielle non-food-Zwecke


Thermoplastic starches for industrial non-food usage

SCHLAGWÖRTER
Plastwerkstoff, thermoplastische Stärke, Mehl, Roggen, Faserverstärkung

KURZFASSUNG
Stärken und stärkereiche Rohstoffe bilden bei der Verarbeitung unter erhöhter Temperatur, Scherung und Druck, z. B. im Extruder, in Gegenwart von Plastifikatoren Massen, deren Eigenschaften denen von Plastwerkstoffen ähneln. Die Grundlagen für die verschiedenen Eigenschaften und die Einflüsse, die die Rohstoffe, Zusatzstoffe und die Bearbeitungstechnik auf das Produkt ausüben, sind nicht bekannt. Entwicklungen sind daher gegenwärtig zielgerichtet noch nicht möglich, sondern beschränken sich auf empirische (phänomenologische) Bearbeitung. Die Kenntnisse der Grundlagen der Plastifizierung sind auch Voraussetzungen für Zielsetzungen im Anbau von nachwachsenden Rohstoffen und in der Entwicklung der verarbeitenden Industrie einschließlich des ländlichen Gewerbes. Das Projekt behandelt die materialwissenschaftlichen Grundlagen der Eigenschaften von Stärken als Plastwerkstoff: Schmelzvorgänge, Merkmale der Schmelze, Einflüsse von Modifizierungen und Zusätzen, Alterung. Arbeitsrichtungen sind: molekulare Nah- und Fernordnung, Molmasseverteilung, Glasübergangstemperatur, thermomechanische Analyse, Bioabbaubarkeit, Extrusionstechnik, Thermoformen.

Der Aufgabenteil des IGV betrifft Roggen als Rohstoff, die Verarbeitung von Mehlen statt Stärken und die Herstellung von Gemischen mit Pflanzenfasern. Die plastifizierten Materialien werden in Prüfkörper geformt und hinsichtlich Feuchteresistenz, Festigkeit und Bioabbaubarkeit untersucht. Thermoanalytische Werte komplettieren den Datensatz.

Mahlfraktionen von Roggen können hinsichtlich des Gehaltes an Stärke, Protein und Nichtstärkepolysaccharide ausgewählt werden. Fraktionen mit über 60 % Stärke und Stärke selbst ergeben annähernd gleiche Eigenschaften der Prüfkörper. Die Granulität der Mehle ist nicht Einflußfaktor. Das zugrundeliegende Sortiment von Zusätzen, das mit der Fraktion 80 % Stärke optimiert wurde, erweist sich gegenüber den Stärkekomponenten als sehr variabel. Bei Fraktionen mit Stärkegehalten unter 60 % werden geringere Feuchteresistenz und Festigkeiten ermittelt. Die Bioabbaubarkeit korreliert mit der Feuchteresistenz. Zusätze von Pflanzenfasern (Holz, Miscanthus) wirken in fein vermahlenener Form verfestigend. Die Partikelgröße und Partikelform der Fasern beeinflussen die Meßergebnisse. Feinpartikuläre Materialien sind wirkungsvoller als grobe bzw. langfaserige.

LAUFZEIT
09/1994 bis 08/1998

FÖRDERUNG durch
Europäische Kommission, GD XII, Forschung, Technologie und Entwicklung, 4. Rahmenprogramm, 2. Aufruf, AIR2-CT94-1187

BEARBEITER/ANSPRECHPARTNER
Dr. E. Gebhardt, Dipl.-Ing. U. Lehrack

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