Ersatz für Formaldehyd

Fossile, erdölbasierte Ressourcen versiegen, die Bedenken hinsichtlich Umweltverschmutzung und globaler Erwärmung wachsen. Es ist deshalb von grösster Wichtigkeit, dass die Suche nach erneuerbaren, alternativen Rohstoff en vorangetrieben wird. Eine vielversprechende, erneuerbare Ressource ist das organische Molekül 5-hydroxymethylfurfural (HMF). HMF hat gewaltiges Potenzial, Grundlage für künftige Plastikmaterialien zu werden. Könnte es in Zukunft auch zu einem ungiftigen Ersatz für Formaldehyd werden, der bei der Herstellung von Spanplatten und Beschichtungssystemen eingesetzt wird?

Steckbrief

  • Departement Architektur, Holz und Bau
  • Forschungsschwerpunkt Institut für Werkstoffe und Holztechnologie
  • Forschungsfeld Polymerchemie
  • Förderorganisation Kommission für Technologie und Innovation KTI
  • Laufzeit (geplant) 01.01.2016 - 31.12.2018
  • Projektverantwortung Reto Frei
  • Projektleitung Reto Frei
Referenzprojekt Ersatz für Formaldehyd

Formaldehyd wird hauptsächlich zur Produktion industrieller Harze genutzt, mit einem jährlichen Produktionsvolumen im Multi-Millionen-Tonnen-Bereich. Diese Harze werden überwiegend dazu verwendet, Spanplatten und Beschichtungssysteme herzustellen. Obwohl Formaldehyd auch hauptsächlich aus fossilen Rohstoffen gewonnen wird, ist das Hauptproblem dieses kleinen, flüchtigen Moleküls seine Giftigkeit. Das zeigt sich an der kürzlich durch die «International Agency for Research on Cancer» der Weltgesundheitsorganisation WHO vorgenommenen Neueinstufung von Formaldehyd als «krebserregend für Menschen».

In diesem Zusammenhang beschäftigt sich eine BFH-Forschungsgruppe damit, den Spielraum und die Beschränkungen von HMF als Ersatz für Formaldehyd hinsichtlich Klebstoffsystemen für Holzwerkstoffplatten vollständig zu evaluieren. Konkret arbeitet die BFH an zwei getrennten, von der Kommission für Technologie und Innovation KTI geförderten Projekten: Die Forschenden prüfen in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner AVA Biochem die Machbarkeit, Formaldehyd in Aminoharzen sowie in Phenolharzen vollständig durch HMF zu ersetzen. Zudem verfolgen sie das Ziel, einen möglichst hohen Anteil an Phenol durch Lignin zu ersetzen. Wie Formaldehyd wird auch Phenol überwiegend aus fossilen Brennstoffen hergestellt, in diesem Fall Rohöl. Lignin, ein holzeigenes Biopolymer, hingegen ist ein ergiebiger, derzeit unzureichend genutzter, erneuerbarer natürlicher Rohstoff. Die ersten Forschungsergebnisse sind vielversprechend. Das BFH-Forschungsteam hat zum Beispiel Amino-HMF-Harze konzipiert und synthetisiert, die in der Produktion von Spanplatten eingesetzt werden können. Erfreulicherweise erfüllen die Spanplatten bereits industrielle Standards in Hinblick auf die interne Bindungsfestigkeit von >0.35N/mm2. Es zeichnet sich also ein grosses Potenzial ab.