Nachhaltig verbunden
Ohne Klebstoffe gäbe es in unserem modernen Leben keinen Zusammenhalt. Unzählige Produkte - von Müsli-Packungen und Bücher über Mobiltelefone, Arzneimittel und Matratzen bis zu Autos - wären in ihrer heutigen Form ohne Klebstoffe nicht realisierbar. Aber moderne Klebstoffe kleben nicht nur, sie übernehmen auch weitere Funktionen, wie z. B. Schwingungsdämpfung, Abdichten gegen Flüssigkeiten und Gase, Ausgleich unterschiedlicher Fügeteildynamiken, Korrosionsschutz, thermische und elektrische Isolation oder Leitfähigkeit.
Entsprechend hoch ist ihre Vielfalt, mehr als 25.000 verschiedene Klebstoffe gibt es. In Deutschland wurden 2018 über 950.000 Tonnen Klebstoffe produziert und damit ein Umsatz von 1,9 Milliarden Euro (Angaben des Industrieverband Klebstoffe e.V. (IVK)) erzielt.
Aber: Der Anteil biogener Rohstoffe bei der Herstellung von Klebstoffen stagniert seit Jahren auf einem niedrigen Niveau von ca. 15 %. Allerdings ist das Interesse an biobasierten Klebstoffkomponenten in letzter Zeit wieder gestiegen. Hierbei geht es nicht nur um den Ersatz fossiler Rohstoffe, sondern vor allem auch um die Generierung neuer Funktionalitäten, die gerade mit biogenen Produkten erreichbar sind.
Klebstoffe im Forschungsförderprogramm Nachwachsende Rohstoffe
Sowohl der Ersatz fossiler Rohstoffe als auch die Generierung neuer Funktionalitäten standen im Fokus des Förderaufrufs „Klebstoffe und Bindemittel“, den das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) im Jahr 2014 veröffentlicht hat und der zu 39 Projekten (Einzel- und Verbundprojekte) führte, die von 2015-2019 unter der Koordination der FNR mit einer Gesamtfördersumme von rd. 8,4 Mio. € finanziell unterstützt wurden.
Vorgestellt wurden die Ergebnisse am 18./19.09.2019 auf einem Abschlussworkshop beim IHD Dresden. Dokumentiert sind sie im Band 59 der Reihe „Gülzower Fachgespräche“.
Die geförderten Projekte lassen sich in fünf Schwerpunkte untergliedern:
Um die Suche nach alternativen, biobasierten Rohstoffen für Klebstoffe ging es bei folgenden Projekten:
- Bioadhesives: FKZ 22027914, 22003915
- BioBond: FKZ 22030514, 22004615
- BioDur: FKZ 22020514, 22004715, 22004815, 22004915
- LignoGlue: FKZ 22026114, 22004415, 22004515
- PURe-Glue: FKZ 22013514
Ein wichtiger Aspekt bei Klebstoffen und Bindemitteln ist deren Unbedenklichkeit für Umwelt und Gesundheit. So haben sich eine ganze Reihe von Projekten eine Minderung oder sogar den Ersatz von schädlichen Stoffen in z.B. Holzprodukten, aber auch in Lebensmittelverpackungen zum Ziel gesetzt:
- Glykolaldehyd-Aminoharze: FKZ 22021114
- Borawell: FKZ 22027314, 22017315
- PVAc-ZuckerKlebstoff: FKZ 22027514, 22003815
- CycloCarb: FKZ 22027014
Hotmelt- oder auch Schmelzklebestoffe sind lösungsmittelfreie Klebstoffe, die in erwärmter geschmolzener Form auf die Klebefläche aufgetragen werden und beim Abkühlen ihre feste Form und Klebewirkung entfalten. Sie sind vielfältig einsatzbar, z.B. bei Verpackungen sowie in der Holz-, Möbel- und Bauindustrie. Derzeit basieren sie fast ausschließlich auf petrochemischen Grundstoffen. In den entsprechenden Projekten haben die Forscher*innen die Grundlagen für biobasierte Hotmelt-Klebstoffe gelegt, die in ihrer Performance und dem Preis-Leistungs-Verhältnis den petrochemischen in nichts nachstehen:
- BIOHM: FKZ 22026314
- Glykopack: FKZ 22021714, 22005515
- BioPSA: FKZ 22026814, 22004015, 22004115, 22004215, 22004315
In der Holz- und Holzwerkstoffindustrie hat sich in den letzten Jahren die Rohstoffsituation mit einem steigenden Laubholz- und einem zurückgehenden Nadelholzanteil stark geändert. Gesucht wurden neue technisch und wirtschaftlich konkurrenzfähige, umwelt- und gesundheitlich unbedenkliche Bindemittel/Klebstoffe:
- HoFuPreg: FKZ 22026014, 22005915, 22006015, 22006115, 22006215, 22006315
- TGProHol: FKZ 22025814, 22005315
- InnoBond: FKZ 22027114
- Aminosilan: FKZ 22018814
Klebstoffe sind auch in der Medizin wichtig. So sollten Wundverbände hautverträglich und gut ablösbar („low-trauma“) sein. Hierfür wurde ein Klebstoff auf Basis modifizierter Stärke entwickelt:
