Neue Veröffentlichung: Brandhemmende Holzlasur
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
63. Aachener Baustofftag
Prof. Weichold hielt auf dem 63. Aachener Baustofftag und BÜV-Fortbildung Sachkundier Planer, am 14. und 15. November 2024 in Aachen, einen Vortrag mit dem Titel „Vernetzte, hochalkalische Hydrogele in der Instandhaltung“.
Neue Veröffentlichung:Ansätze zum Upscaling alkalischer Gele als Partikel
Hochalkalische Hydrogele gewinnen in der Baustoffforschung zunehmend an Bedeutung. Wir konnten mehrfach zeigen, dass insbesondere kationische alkalische Hydrogele auf Basis von Diallyldimethylammoniumhydroxid (DADMAOH) effektiv zur Abdichtung wasserführender Risse oder als Kopplungsmedien für die elektrochemische Chloridextraktion eingesetzt werden können. Das Upscaling stellt eine Herausforderung dar, da sich kommerzielle kationenselektive Membranen hier als wenig effektiv erwiesen. Auf der anderen Seite können neutrale Gele und Gelpartikel leicht aus Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) in großen Mengen und mit einer breiten Spektrum an Zusammensetzungen hergestellt werden. Hier wird gezeigt, dass diese neutralen Gelpartikel mittels inversem statischem Anionenaustausch in NaOH-Lösung in DADMAOH-Partikel mit Resthalogenidgehalten von <0,3 % überführt werden können. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der alkalischen Partikel entsprechen denen der alkalischen Gele und erfüllen alle notwendigen Anforderungen für Baustoffanwendungen, sind aber deutlich einfacher herzustellen.
T. B. Mrohs, O.Weichold
A Simple Preparation of Crosslinked, Highly Alkaline Diallyldimethylammonium Hydroxide Hydrogel Particles via Inverse Static Anion Exchange
Gels 2024, 10, 743. https://doi.org/10.3390/gels10110743 (open access)
17th ICPIC Konferenzbeiträge abgedruckt
Die Artikel zu den Vorträgen „Ionic Conductive Polyesters—Assessing the Risk of Corrosion in Steel-Reinforced Concrete“ von Prof. Weichold und „Alkaline Hydrogels—Multifunctional Materials for Concrete Rehabilitation“ von Tim Mrohs (s. a. Eintrag vom 19.9.2023) auf dem 17th International Congress on Polymer in Concrete (ICPIC 2023) in Warschau, Polen, sind nun im Druck erschienen.
Weichold, O. (2025). Ionic Conductive Polyesters—Assessing the Risk of Corrosion in Steel-Reinforced Concrete. In: Czarnecki, L., Garbacz, A., Wang, R., Frigione, M., Aguiar, J.B. (eds) Concrete-Polymer Composites in Circular Economy. ICPIC 2023. Springer Proceedings in Materials, vol 61. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-72955-3_34
Mrohs, T., Jung, A., Weichold, O. (2025). Alkaline Hydrogels—Multifunctional Materials for Concrete Rehabilitation. In: Czarnecki, L., Garbacz, A., Wang, R., Frigione, M., Aguiar, J.B. (eds) Concrete-Polymer Composites in Circular Economy. ICPIC 2023. Springer Proceedings in Materials, vol 61. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-72955-3_37
6th Junior EPNOE
Auf dem 6th European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE) Junior Scientist Meeting 2024, 4.–6.9.2024 in Wien, Österreich, waren wir mit zwei Beiträgen vertreten:
Nils Münstermann
High-Strength Chitosan-bonded Fibreboards in Sustainable Construction (Vortrag)
Paul Marten
Development of a Chitosan-Based Adhesive for Wood-Acrylic Glass Laminates (Kurzvortrag und Poster)
Neue Veröffentlichung: Holzlasur aus biogenen Reststoffen
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
Vortrag
Nils Münstermann hielt auf dem Promovierenden-Seminar 2024 der GDCh-Fachgruppe Bauchemie in Aachen, Deutschland einen Vortrag mit dem Titel: „Chitosan als umweltfreundliches Bindemittel für hochfeste Faserplatten“.
Vortrag
Paul Marten hielt auf dem Promovierenden-Seminar 2024 der GDCh-Fachgruppe Bauchemie in Aachen, Deutschland einen Vortrag mit dem Titel: „Entwicklung eines chitosanbasierten Klebstoffs für Holz-Acrylglas-Verklebungen“.
Neue Doktorandin
Seit Juli begrüßen wir Lena Schmitz im Bereich biobasierte Baustoffe. In ihrer Dissertation beschäftigt sie sich mit den Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten des Faserproteins Keratin, welches unter Anderem aus Schafwolle, Federn, Haaren oder Hufen gewonnen wird. Dabei versucht sie diese Abfallprodukte sinnvoll zu recyceln und umweltfreundliche, ressourcenschonende und nachhaltige Materialien für die Bauindustrie zu erforschen. Wir wünschen ihr viel Erfolg bei ihrer Forschung und heißen sie in der Arbeitsgruppe herzlich willkommen.
Nils Münstermann erhält einen Preis
Nils Münstermann erhält auf der Polymers for Sustainable Future 2024 Konferenz in Prag den Posterpreis für seinen Beitrag „Chitosan-Based Coatings for the Water-Proofing of Wood“.
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