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Nicht knabbern: Mit Popcorn dämmen

Popcorn, bzw. wissenschaftlich ausgedrückt, expandierter Mais als Dämmstoff trifft in vielerlei Hinsicht den Zeitgeist: Das Material ist natürlich, nachwachsend, extrem leicht und eignet sich deshalb besonders für den Einsatz im Leichtbau. Die leichten Sandwichplatten mit einem Kern aus Popcorn liefern einen Betrag, knapper werdende Holz-Ressourcen einzusparen sowie die Transport- und Energiekosten zu senken. »Die knapper und teurer werdenden Rohstoffe waren und sind Auslöser für ein breites Umdenken und die aktive Suche nach alternativen Möglichkeiten zum relativ schweren Allrounder Spanplatte«, heißt es im kürzlich veröffentlichten Forschungsbericht. Und weiter: »Vor dem Hintergrund der (...) sich zuspitzenden Rohstoffversorgung, der betriebenen Klimapolitik und des sich verändernden Möbel- sowie Dämmstoffmarktes besteht die dringende Notwendigkeit, alternative Lösungsansätze zu entwickeln, um neue Rohstoffquellen für die Herstellung von Werkstoffen zu erschließen und in die Produktion bestehender bzw. neuer Produkte zu integrieren. Hieraus ergibt sich das Ziel dieses Forschungsvorhabens: die Entwicklung eines neuen, stärkebasierten, vielseitig einsetzbaren Verbundwerkstoffes als Holz-Ersatz.« Da für die Herstellung der Sandwichelemente geringwertige Maissortimente wie Bruchmais verwendet werden, die als Lebensmittel nicht in Frage kommen, sehen die Wissenschaftler der Universität Göttingen darin auch keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelerzeugung. 

Die erste Idee entstand schon vor vielen Jahren, die Popcorn-Sandwichplatte ist eine Weiterentwicklung. Bereits zwischen 2007 und 2010 entstanden in einem Vorläuferprojekt erste Verbundplatten aus Holzspänen und Maisgranulat. Diese werden heute unter dem Markennamen BalanceBoard, besonders von Küchenherstellern eingesetzt. Nun haben Alireza Kharazipour, Leiter der Arbeitsgruppe Chemie & Verfahrenstechnik von Verbundwerkstoffen, und sein Team die Platte weiterentwickelt und noch leichter gemacht. Dazu wendeten die Forscher zwei verschiedene Verfahren an: Beim Einschritt-Verfahren wurden Popcorn für den Kern sowie Holzspäne und Holzfasern für die Deckschicht beleimt, dann jeweils gestreut und in einem Zug zu einer Platte verpresst. Im Zweischritt-Verfahren stellten die Forscher zunächst die Popcornverbundplatte her und beplankten sie erst anschließend mit den Deckschichtmaterialien Sperrholz, Dünn-Faser- und Dünn-Spanplatte, Aluminium und Hochdrucklaminat. Zur Verleimung wurde eine Beimischung von harnstoffformaldehydbasierten Harzen oder von Methandiisocyanat verwendet.

Die Prüfung der fertigen Sandwichplatten bezüglich ihrer mechanischen Kennwerte zeigte, dass sie bei deutlich geringerem Gewicht ähnliche Eigenschaften wie herkömmliche Spanplatten erreichen. So haben die im Einschritt-Verfahren hergestellten Platten bei nur halb so großer Rohdichte die gleichen Biegeeigenschaften wie Spanplatten. Die im Zweischritt-Verfahren hergestellten und mit Sperrholz bzw. mit Aluminium beschichteten Platten waren sogar deutlich tragfähiger als die Referenz-Platte. Ein weiterer Vorteil: »Interessant ist die Fähigkeit des Popcorngranulats, Formaldehyd ab Temperaturen von 70 °C zu binden. Dadurch wird das problematische Gas weder bei der Herstellung noch im Gebrauch freigesetzt«, erklärt Kharazipour.

Als mögliches Einsatzgebiet für die Platten kommt neben dem Möbelbau theoretisch auch der Dämmbereich in Frage, denn Popcorngranulat hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, so der Wissenschaftler. Entwicklungsbedarf sieht er jeoch noch bei der Ausrüstung gegen hohe Luftfeuchtigkeit und der industriellen Herstellung.

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Dass mit dem reinen Popcorngranulat auch direkt Möbel hergestellt werden können, zeigte die Designstudentin Carolin Pertsch in einem experimentellen Ansatz (Foto: Caroline Pertsch, bereitgestellt durch FNR)

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