Chemie für nachhaltige Baustoffe

Holz erlebt aktuell eine Renaissance in der Bau- und Möbelindustrie. Mit seinem natürlichen Charme, seiner Vielseitigkeit und seiner Umweltfreundlichkeit ist Holz ein beliebtes Baumaterial. Doch der Naturstoff ist anfällig für äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit, UV-Strahlung, Flecken und vor allem Feuer. Insbesondere Feuer stellt im Bauwesen durch die leichte Entflammbarkeit des Holzes ein großes Risiko dar. Unbehandeltes Holz brennt, sobald es entzündet ist, oft vollständig und ohne externe Hitzezufuhr ab. N. Münstermann und O. Weichold haben nun eine innovative, nachhaltige Holzbeschichtung entwickelt, die auf polymerisiertem Chitosanitaconat basiert. Die Basis der Beschichtung, Chitosan, ist ein Restprodukt der Lebensmittelindustrie und Itaconsäure kann biotechnologisch gewonnen werden. Somit besteht die Lasur vollständig aus biobasierten Stoffen und bietet nicht nur Schutz vor Feuchtigkeit, UV-Strahlung und Flecken, sondern ist auch nicht entflammbar. Bei Anwendung auf Holz verzögert sie die Zündung und hemmt die Ausbreitung von Flammen signifikant. Bereits eine Schicht reduziert die Brenngeschwindigkeit um ein Drittel. Zwei Schichten auf Fichtenholz genügen, um das Material selbstlöschend zu machen. Bei Harthölzern wie Buche sind drei Schichten erforderlich. Dieser bio-basierte Ansatz kombiniert Ressourcenschonung mit hoher Effektivität und zeigt, dass Umweltschutz und Sicherheitsanforderungen Hand in Hand gehen können.

N. Münstermann, O. Weichold
A fire-retardant coating for wood made from chitosan itaconate
Progress in Organic Coatings 2024, 197, 108793 https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108793

Holz ist seit Jahrtausenden ein zentrales Baumaterial des Menschen und zeichnet sich durch seine Bioverfügbarkeit, Nachhaltigkeit und Vielseitigkeit aus. Dennoch bringt die chemische Struktur von Holz einige Herausforderungen mit sich. Es ist anfällig für biologische Abbauprozesse, etwa durch Pilze, Bakterien oder Insekten, und zeigt unter UV-Bestrahlung eine Vergrauung durch den Abbau von Lignin. Um dies zu verhindern, wurde von N. Münstermann und O. Weichold eine umweltfreundliche Beschichtung auf Basis von Chitosan, einem aus Lebensmittelabfällen gewonnenen Biopolymer, entwickelt.

Die neu entwickelte Chitosanitaconat-Beschichtung ist transparent, betont die Holzmaserung und verleiht dem Holz hydrophobe Eigenschaften mit Kontaktwinkeln von über 90°. Sie schützt das Holz effektiv vor Feuchtigkeit, verhindert Vergrauung durch UV-Strahlung und reduziert Fleckenbildung, etwa durch Kaffee oder Rotwein. Dank ihrer starken Haftung und Anpassungsfähigkeit ist die Beschichtung vielseitig einsetzbar. Durch die Zugabe von Pigmenten kann die Lasur den ästhethischen Ansprüchen des modernen Innenausbau angepasst werden. Chitosanitaconat vereint Holzschutz, moderne Ästhetik und Nachhaltigkeit – ein vielseitige Lösung für umweltfreundliches Bauen.

N. Münstermann, O. Weichold
Chitosan itaconate based water- and stain-repellent coatings for wood
Progress in Organic Coatings 2024, 194, 108630 https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108630