Forschungsprojekt
Nanozelluläre Partikelschaumperlen in Form gebracht
Erfolgreicher Abschluss des Forschungsprojekts Sumfoam: Ein dampffreies Verfahren ermöglicht erstmalig die Herstellung von Leichtbau-Formteilen aus nanozellulären Partikelschaumperlen.
Schaumperlen mit einer Porenstruktur im Nanometerbereich ermöglichen gegenüber kommerziellen mikrozellulären Partikelschaumperlen bessere Isolationseigenschaften. Damit bieten diese neuartigen Schaumperlen ein großes Potenzial als Hochleistungsdämmstoff und für die technische Isolation. Zudem besitzen sie eine erhöhte Zug- und Druckfestigkeit, was sie auch als Leichtbauwerkstoff attraktiv macht.
Bislang wird das nanozelluläre Material vom Sumteq als lose Schüttung eingesetzt, da eine Verarbeitung zu Formteilen wie beispielsweise Dämmplatten, mit dem konventionellen dampfbasierten Formgebungsprozess aufgrund der offenporigen Schaumstruktur nicht möglich ist.
Entwicklung eines neuen Prozesses
Für das Ziel, einen zur Herstellung von Formteilen aus Sumfoam Schaumperlen geeigneten Prozess zu entwickeln, wurde im dem gemeinsamen Forschungsprojekt der Neue Materialien Bayreuth und Sumteq zunächst eine Materialmodifikation vorgenommen, bei der die nanozellulären Morphologie nicht beeinträchtigt wird. Anschließend erfolgte die Formgebung dieses Sumfoam Materials unter Einsatz eines dampffreien Verfahrens auf Basis elektromagnetischer Strahlung.
Das Ergebnis sind Formteile ohne Beeinträchtigung der nanozellulären Schaummorphologie in einem Dichtebereich von 120 kg/m3 bis 240 kg/m3. Bei der aktuell geringsten Formteildichte von 120 kg/m³ werden minimale Wärmeleitfähigkeiten von 0,020 W/m·K erreicht. Im Vergleich zu kommerziellem EPS bei identischer Formteildichte entspricht dies einer beachtlichen Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit um ca. 35 %.
Das Potential, nanozelluläre Schaumperlen zu Formteilen verarbeiten zu können, ermöglicht diesem nachhaltigen Werkstoff die vereinfachte Anwendung als Hochleistungsdämmmaterial und eröffnet ihm neue Märkte als Leichtbaumaterial.
Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten Kooperationsprojekts „Sumfoam“ – Entwicklung einer Formschäumtechnologie für die Verschweißung von nanozellulären Partikelschaumperlen“ (ZF 4064617EB9).
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