Untersuchung des Einflusses des Produktions- und Verarbeitungsprozesses auf die Holzkomponente von Wood Plastic Composites (WPC)
(Themenfeld A.2)

– Was passiert mit Holzspänen, wenn sie zusammen mit Kunststoff durch einen beheizten "Fleischwolf" gedreht werden? –

Die physikalischen Eigenschaften von WPC sind abhängig von den unterschiedlichsten Faktoren. Das verwendete Polymer, die Holzart, der Einsatz von Haftvermittlern, Schlagzähmodifizierern und anderen Additiven wirken sich zum Beispiel stark auf die mechanischen Kennwerte des Werkstoffs aus. Auch die Form des verwendeten Holzes ? ob Fasern, Späne oder Mehl ? spielt eine entscheidende Rolle. Zum Beispiel führt der Einsatz von Holzfasern aufgrund ihres hohen Längen/Durchmesser-Verhältnisses zu besseren Zug- und Biegeeigenschaften des WPC. Partikel lassen sich jedoch besser im Kunststoff verteilen als Fasern und liefern somit einen homogeneren Werkstoff.
Neben den einzelnen Komponenten ist auch die Verarbeitung von Bedeutung. Je nach Herstellungsverfahren kommt es bei der Compoundierung von Holz und Kunststoff aufgrund hoher Temperaturen und hoher Scherspannungen zu einer starken Beanspruchung des Werkstoffes. Abhängig von den verwendeten Werkstoffkomponenten müssen die einzelnen Prozessparameter angepasst werden. Die Prozessparameter beeinflussen jedoch wiederum auch die Eigenschaften des WPC.

In der vorliegenden Arbeit werden WPC mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt und dabei die Prozessparameter systematisch variiert. Anschließend werden Holz und Kunststoff auf chemischem Weg wieder voneinander getrennt und die Holzkomponente hinsichtlich ihrer morphologischen Konstitution untersucht. Dazu werden das Ausgangsmaterial und die Holzpartikel nach Verarbeitung einer optisch-dynamischen Partikelanalyse unterzogen und die Änderung der Partikelgrößen- und Formverteilungen betrachtet.
Mithilfe dieser Versuche sollen diejenigen Prozessparameter identifiziert werden, die maßgeblichen Einfluss haben auf die Holzkomponente bei der WPC-Herstellung und -Verarbeitung. Die Ergebnisse können zu einem besseren Verständnis der Abläufe des Prozesses beitragen, bei der Prozessoptimierung helfen und die Herstellung von WPC mit definierten Eigenschaften erleichtern.