de.wedoany.com-Bericht: US-Forscher haben Abfallsägemehl in Verpackungsschaum verwandelt und mit einer Bienenwachsschicht überzogen. In bestimmten Anwendungsszenarien sollen Festigkeit und Schlagfestigkeit mit Polystyrol-Alternativen vergleichbar sein.
Die Studie wurde vom US-Energieministerium (U.S. Department of Energy) finanziert und die Ergebnisse im Fachjournal „ACS Applied Polymer Materials“ veröffentlicht. Die Forscher bezogen fein verarbeitetes Holzmehl oder grobe, unbehandelte Fabrikabfälle von Hadley Mill Works. Anschließend wurden Zellulose-Bindemittel und Vernetzungskomponenten hinzugefügt. Die Mischung wurde in Formen gegossen, gefroren, gefriergetrocknet und wärmebehandelt, wodurch sowohl starre als auch flexible Materialien entstanden, darunter ein Schaumstoff-Prototyp mit „guten Eigenschaften“.
Todd Emrick, einer der Autoren der Studie, erklärte, es sei aufregend, mit Abfallstoffen als Ausgangsmaterial zu arbeiten, anstatt mit Chemikalien aus dem Katalog. Die Forschung zeige, dass verschiedene Zellulose-Bindemittel unterschiedliche Materialeigenschaften ermöglichen: Schaum aus Carboxymethylzellulose sei härter als Polystyrol, während Hydroxypropylzellulose weichere Materialien erzeuge. Verarbeitetes und unbehandeltes Sägemehl führten zu ähnlichen Ergebnissen.
Stabilitätstests mit Aceton zeigten, dass der Schaum mit Vernetzungskomponenten Wasser aufnehmen und abgeben kann – im Gegensatz zu Polystyrol. Einige Schaumproben wurden zusätzlich mit einer Bienenwachsschicht überzogen, die die Wasserbeständigkeit bei hoher Luftfeuchtigkeit verbessern soll, ohne die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Emrick wies darauf hin, dass zwar noch keine Langzeitstabilitätsstudien durchgeführt wurden, die Flüssigkeitsstabilität jedoch über Zeiträume von Wochen bis Monaten hervorragend sei, was bei Transportlecks oder -verschüttungen sowie bei Produktion und Lagerung unter verschiedenen Umgebungsbedingungen hilfreich sei.
Schlagtests mit einem 4,5 kg schweren Gewicht ergaben, dass die Schaumstoffe das Gewicht im Vergleich zu Polystyrol ähnlicher Dicke um 21 % weniger zurückprallen ließen und eine bessere Energieverteilung aufwiesen, sodass sie in herkömmlichen Anwendungen Polystyrol ersetzen könnten. Emrick ergänzte, dass die ursprüngliche Motivation der Arbeit von Verpackungsschaum ausging. Aufgrund der vielversprechenden ersten mechanischen Bewertungen könnte dieser sägemehlbasierte Schaum in Bereichen wie Baumaterialien oder hochwertigen Verpackungen für Unterhaltungselektronik weiter erforscht werden, da dort hohe Anforderungen an leichte und schützende Verpackungen bestehen.
Darüber hinaus haben Forscher der University of Washington ein Verpackungsmaterial aus Kaffeesatz, Pilzsporen und Myzel im 3D-Druckverfahren hergestellt, dessen Eigenschaften denen von Polystyrol-Polsterung ähneln sollen. Die großflächige Produktion steht jedoch aufgrund von Problemen mit der gleichmäßigen Korngröße des Kaffeesatzes vor Herausforderungen. Das Unternehmen Myco hat ebenfalls eine biologisch abbaubare Polystyrol-Verpackungsalternative aus Pilzmyzel und organischen Abfällen entwickelt. Dieses Material behält Härte und Flexibilität bei, weist einen geringen CO₂-Fußabdruck auf und hinterlässt nach dem Abbau kein Mikroplastik. Der zellulosebasierte Schaum von Woamy wird derzeit in der von HBOs „Game of Thrones“ inspirierten limitierten Whisky-Verkostungsbox der Kyrö Distillery Company verwendet. Der Schaum gilt als kompostierbar und recycelbar und schützt Flaschen und Glaswaren während des Transports wirksam vor Kratzern.
