Neue Veröffentlichung: Biobasiertes Chitin-Lecithin-Additivsystem für PLA
Polylactid (PLA), auch Polymilchsäure genannt, ist ein biobasierter Kunststoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird. Seine Einsatzmöglichkeiten werden jedoch durch die vergleichsweise hohe Sprödigkeit begrenzt. Weichmacher können die Beweglichkeit der Polymerketten erhöhen, verringern jedoch häufig deutlich die Glasübergangstemperatur oder können während der Verarbeitung und Nutzung aus dem Material austreten. Zudem basieren viele konventionelle Weichmacher auf petrochemischen Rohstoffen.
In unserer aktuellen Veröffentlichung untersuchten wir daher ein vollständig biobasiertes Additivsystem aus Sojalecithin und Chitin. Sojalecithin ist ein phospholipidreicher Naturstoff mit emulgierenden Eigenschaften. Chitin ist ein natürliches Polysaccharid, das unter anderem aus biogenen Reststoffströmen wie Krustentierschalen gewonnen werden kann. Lecithin allein ließ sich nicht stabil in PLA einarbeiten: Während der Schmelzverarbeitung trennte es sich von der Polymermatrix und lagerte sich an der Oberfläche ab. Durch die Kombination mit Chitin konnten dagegen makroskopisch homogene PLA-Blends mit einem gesamten Additivgehalt von bis zu 24 Gew.% im Spritzguss hergestellt werden.
Rheologische Untersuchungen zeigten eine deutlich verringerte Schmelzviskosität, während Extraktionsversuche auf eine verbesserte Rückhaltung lecithinhaltiger Bestandteile in Gegenwart von Chitin hinweisen. FTIR- und REM/EDX-Untersuchungen deuten dabei auf schwache physikalische Wechselwirkungen sowie eine räumliche Assoziation von Lecithin und Chitin hin. Die Glasübergangstemperatur des PLA wurde dagegen nur geringfügig verändert.
Das Chitin-Lecithin-System bildet damit eine Grundlage für schmelzverarbeitbare PLA-Formulierungen mit biobasierten Additiven. Mechanische Eigenschaften, Alterungsverhalten und mögliche Anwendungen sollen in weiteren Untersuchungen betrachtet werden.
P. Marten, O. Weichold
Rheological, thermal and morphological characterisation of a melt-processable bio-based chitin-lecithin plasticiser system for PLA
Materials Today Communications, 2026, 54, 115772 https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2026.115772
In Form gebracht – Kleine Pellets, große Fragen
Unsere neue Pelletpresse GMK-150 der Firma TechnoMaszBud ist eingezogen. Mit austauschbaren Matrizen von 3 bis 8 mm sowie flexibel einstellbarer Pelletlänge eröffnet sie uns zahlreiche Möglichkeiten für die Probenherstellung und Materialverarbeitung. Was genau dahintersteckt, verraten wir allerdings noch nicht. Nur so viel: Die kleinen Presslinge werden in Zukunft eine größere Rolle spielen, als ihre Größe zunächst vermuten lässt. Unterschiedliche Geometrien, definierte Größen und reproduzierbare Eigenschaften sind dabei entscheidend.
Bis die ersten Ergebnisse vorgestellt werden können, heißt es also weiterhin: gespannt bleiben. Die ersten Pellets sind jedenfalls bereits erfolgreich entstanden.
Groß rein, klein raus – mit schneidender Effizienz
Zur effizienten Aufbereitung unterschiedlichster Materialien haben wir unseren Maschinenpark um eine Retsch SM 300 Schneidmühle erweitert. Ausgestattet mit sämtlichen verfügbaren Rotoren und einer großen Auswahl an Sieben ermöglicht sie die schnelle und reproduzierbare Zerkleinerung verschiedenster Proben.
Ein besonderer Vorteil der SM 300 ist ihr hoher Probendurchsatz. Dank ihres leistungsstarken Antriebs und der optimierten Schneidgeometrie können auch größere Materialmengen in kurzer Zeit zerkleinert werden. Dies verkürzt die Probenvorbereitung erheblich und ermöglicht eine effiziente Bearbeitung umfangreicherer Versuchsreihen.
Die Mühle lässt sich optimal an die jeweiligen Materialeigenschaften und die gewünschte Endgrößen anpassen. So entstehen reproduzierbare Mahlgüter als zuverlässige Grundlage für Analysen, Materialentwicklungen und weiterführende Verarbeitungsprozesse.
Zu Besuch auf der Textile Recycling Expo in Brüssel
Wir waren dabei! Auf der Textile Recycling Expo in Brüssel informierte sich unsere Wiss. Mitarbeiterin Lena Schmitz am 25.6.2026 über aktuelle Entwicklungen im Bereich des Textilrecyclings und der Kreislaufwirtschaft. Im Fokus standen innovative Recyclingverfahren, nachhaltige Materialien sowie neue Technologien zur Aufbereitung und Wiederverwertung von Textilien.
Der Austausch mit Industriepartnern, Forschungseinrichtungen und weiteren Akteuren der Branche bot wertvolle Impulse für unsere aktuelle und zukünftige Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Die gewonnenen Erkenntnisse unterstützen uns dabei nachhaltige Lösungen für ungenutzte textile Wertstoffkreisläufe zu erkennen und perspektivisch nutzen.
Auszeichnung für Dr. Nils Münstermann auf der 15th EUCHIS International Conference
Dr. Nils Münstermann wurde auf der 15ᵗʰ EUCHIS International Conference der European Chitin Society mit dem Third Poster Award ausgezeichnet. Die internationale Konferenz bringt Forschende aus dem Bereich der Chitin- und Chitosan-Forschung zusammen und bietet eine Plattform für den wissenschaftlichen Austausch sowie die Präsentation aktueller Forschungsergebnisse.
Die Auszeichnung würdigt die Qualität und Relevanz der vorgestellten Ergebnisse über die Wechselwirkungen zwischen Chitosanitaconat und lignozellulosischer Materialien. Sie unterstreicht zugleich die internationale Sichtbarkeit der Forschung von Dr. Münstermann und die Bedeutung des behandelten Themas innerhalb der Fachcommunity.
Wir gratulieren Dr. Nils Münstermann herzlich zu dieser Anerkennung und freuen uns über den erfolgreichen Beitrag zur Konferenz.
Foto: Katja Richter
Neue Veröffentlichung: Spanplatten aus Pflanzenresten und Krabbenschalen
Spanplatten sind aus Möbelbau und Innenausbau kaum wegzudenken. Doch viele herkömmliche Holzwerkstoffe werden mit petrochemischen Bindemitteln hergestellt, die weder vollständig biobasiert noch problemlos abbaubar sind.
Wir zeigen, dass es nachhaltiger geht: Aus schnell wachsenden Pflanzenresten wie Miscanthus, Hanfschäben und Japanischem Staudenknöterich lassen sich stabile Holzfaserplatten herstellen. Als Bindemittel dient Chitosan-Itaconat, das aus Reststoffen der Lebensmittelindustrie und Itaconsäure gewonnen wird.
Beim Heißpressen polymerisert das Bindemittel zu einem wasserunlöslichen Interpolyelektrolytkomplex. Dadurch entstehen Faserplatten mit bemerkenswerten Eigenschaften: Die Biegefestigkeit liegt bei bis zu 76,5 N/mm² und liegt damit deutlich über typischen MDF-Werten und nähert sich massivem Fichtenholz an. Gleichzeitig bleiben die Faserplatten bei Wasserkontakt formstabil, sind kompostierbar und zeigten in Brandtests selbstverlöschendes Verhalten.
Besonders spannend ist die Vielseitigkeit des Ansatzes. Der Binder funktioniert mit unterschiedlichen cellulose- und ligninhaltigen Pflanzenmaterialien. Dadurch könnten regionale Reststoffe künftig direkt vor Ort zu hochwertigen Bau- und Möbelwerkstoffen verarbeitet werden. Wir sind überzeugt, dass dies ein vielversprechender Schritt hin zu Holzwerkstoffen, die stark, sicher und kreislauffähig sind, ist. Wir wollen Abfallstoffe zu echten Hochleistungsmaterialien transformieren.
N. Münstermann, O. Weichold
High-strength particleboards from fast-growing plant residues and food-industry by-products using chitosan-itaconate as orthogonal binder platform
Industrial Crops and Products, 2026, 245, 123251 https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123251
Neue wiss. Mitarbeiterin
Jovana Obradovic unterstützt seit dem 1.5 das Lehr- und Forschungsgebiet Strukturelle Polymerkomposite. Wir freuen uns über die Verstärkung und wünschen ihr viel Spaß und Erfolg bei der Promotion!
Neue wiss. Mitarbeiterin
Malgorzata Augspurger unterstützt seit dem 1.4 das Lehr- und Forschungsgebiet Strukturelle Polymerkomposite. Wir freuen uns über die Verstärkung und wünschen ihr viel Spaß und Erfolg bei der Arbeit!
Neue Veröffentlichung: Chitosanbasierter Holzklebstoff
Nachhaltige Klebstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung, vor allem dort, wo bisher petrochemische Harze mit problematischen Inhaltsstoffen wie Formaldehyd dominieren. Unsere neueste Studie zeigt nun, dass sich Chitosan-basierte Holzklebstoffe als vielversprechende biobasierte Alternative eignen. Chitosan wird aus Chitin gewonnen, einem natürlichen Polymer, das unter anderem in den Schalen von Krustentieren vorkommt und in großen Mengen als Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie anfällt.
Untersucht wurden zwei vollständig biobasierte Klebstoffsysteme: Chitosan-Itaconat und Chitosan-Maleat. Beide basieren auf nachwachsenden Rohstoffen und wurden speziell für die Verklebung von Holz entwickelt. Besonders interessant ist dabei, dass die verwendeten Säuren nicht nur das Chitosan in Lösung bringen, sondern zugleich das Aushärten in ein stabiles Netzwerk ermöglichen. Beide Säuren sind biofermentativ zugänglich und der Klebstoff somit vollständig biobasiert.
Die Ergebnisse sind bemerkenswert: Beide Klebstoffe erreichten im Trockenzustand die Anforderungen der DIN EN 12765 Klasse C1 und zeigten eine sogenannte kohäsive Holzbruchfestigkeit. Das bedeutet, dass im Belastungstest nicht die Klebefuge versagte, sondern das Holz selbst. Vor allem Chitosan-Itaconat überzeugte zusätzlich unter feuchten Bedingungen: Nach einer Behandlung in kochendem Wasser blieb die Haftfestigkeit mit 2,7 N/mm² nahe an der anspruchsvollen C4-Klasse.
Chitosan-Itaconat ist ein aussichtsreicher Kandidat für moderat feuchtigkeitsbeständige Holzverklebungen, etwa im Innenausbau oder in semi-exponierten Anwendungen. Chitosan-Maleat zeigte zwar ebenfalls gute Trockenhaftung, verlor jedoch bei Wasserkontakt deutlich an Stabilität.
Das Fazit: Biobasierte Holzklebstoffe aus Chitosan sind mehr als nur ein Nischenkonzept. Vor allem Chitosan-Itaconat verbindet erneuerbare Rohstoffe mit überzeugender Klebeleistung und könnte ein wichtiger Schritt hin zu umweltfreundlicheren Materialien in der Holzindustrie sein.
N. Münstermann, O. Weichold
Chitosan-itaconate and chitosan-maleate as fully bio-based sustainable wood adhesives
International Journal of Adhesion and Adhesives, 2026, 149, 104327 https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2026.104327
Neue Mitarbeiterin
Seit dem 09.03. begrüßen wir Daniela Joel im Bereich Strukturelle Polymerkomposite. Sie unterstützt unsere Arbeitsgruppe als Laborantin. Wir wünschen ihr viel Erfolg bei ihrer Arbeit und heißen sie in der Arbeitsgruppe herzlich willkommen.
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