Hanf – der Zukunftswerkstoff

Fortschritte in der Hanf-Kunststoff- und Fasertechnologie

Kunststoffe sind der Oberbegriff für eine Vielzahl verschiedener Stoffe, die ganz oder teilweise aus organischem Material bestehen können, heutzutage aber normalerweise synthetisch hergestellt werden. Zu den Kunststofftypen, die aus Hanf hergestellt werden können, gehören Kompositfaserstoffe ebenso wie Zellulosen wie Viskose und Zellophan. Die Faser selbst kann zu diversen Gewebetypen verwoben werden und kann, wenn sie mit bestimmten chemischen Stoffen behandelt wird, auch als Ersatz für Kevlarfasern dienen; aus ihr können extrem feste Materialien wie beispielsweise kugelsichere Bekleidung hergestellt werden.

Frühe, schon als überholt angesehene Biokunststoffe gewinnen zunehmend an Beliebtheit

Biokunststoffe gibt es bereits seit vielen Jahren, wobei schon einige der allerersten Kunststoffe auf der Basis pflanzlicher Zellulose hergestellt wurden. Als die Technik der synthetischen Herstellung jedoch kostengünstiger wurde und sich weiter verbreitete, wurden Biokunststoffe immer mehr an den Rand gedrängt. Heute, da die Gesellschaft weltweit auf der Suche nach nachhaltigen Alternativen zu Kunststoffen aus Petrochemikalien ist, erleben die Biokunststoffe jedoch eine Renaissance. Durch den Fortschritt der modernen Technologie ist die Vielfalt und Qualität der pflanzenbasierten Fasern und Polymere sogar noch größer geworden, und es sind zunehmend auch Produkte von sehr hoher Qualität erhältlich.

Henry Fords „Hemp-Car“

Auch Kompositkunststoffe aus Hanf gibt es schon seit einiger Zeit. Ein bekanntes Beispiel für ihren frühen Einsatz war der Prototyp eines Autos aus Hanf, Soja und Flachs, den Henry Ford 1941 herstellen ließ. Für dieses Fahrzeug wurden Hanf- und Sojafasern mit einem Phenolharz vermischt, was zu einem Kompositkunststoff von bemerkenswerter Stabilität führte, der überdies leichter war als viele moderne Alternativen aus legierten Metallen. Heute werden Kompositkunststoffe aus Hanf in der Automobilindustrie vielfach als Alternative zu Karbonfasern und Fiberglas eingesetzt, insbesondere in Europa, wo der Hanfanbau schon seit einigen Jahren gefördert wird. Ebenso wie moderne Autos sind auch Wasserflaschen, Snowboards und sogar Prototypen eines Bootes und eines Fahrrads unter Verwendung von Kompositkunststoffen aus Hanf produziert worden.

Die Technologie der Kompositkunststoffe macht rasante Fortschritte

Da die Preise für Öl und andere Petrochemikalien weltweit steigen, verschiebt sich der Fokus sehr schnell in Richtung der Biokunststoffe. So werden regelmäßig neue Kombinationen aus Fasern und Harz getestet, und es werden fast monatlich neue Mischungen entdeckt, die eine verbesserte Festigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität aufweisen. Derzeit werden viele Bio-Kompositkunststoffe aus einer Mischung aus natürlichen Bastfasern und synthetischen Harzen hergestellt. Mit zunehmendem Wissensstand können aber auch aus rein natürlichen Harzen brauchbare Produkte hergestellt werden.

Schon 2003 wurden alkalisierte Hanffasern mit einem Harz aus Cashew-Nussschalen vermischt, um daraus einen hochwertigen Kompositkunststoff herzustellen, der für Produkte wie beispielsweise gewebte Matten verwendet werden kann. Und 2009 wurden Hanffasern zur Verstärkung von Harzen aus Weizengluten eingesetzt, um so ein Material herzustellen, das über eine hohe Zugfestigkeit und Haltbarkeit verfügt. Auch wenn solche Stoffe derzeit noch nicht produziert werden, ist es sogar möglich, Polymere aus Zelluloseacetat oder Zelluloseester aus Hanffasern herzustellen, die dann als Harze verwendet werden können. Diese Harze können dann mit gehackten Fasern vermischt werden, um so einen Kompositkunststoff zu erhalten, der nur aus Hanf besteht.

Auf dem Weg zu Kunststoffen aus 100 % Hanf

Es gibt allerdings schon mindestens ein Beispiel für einen Kunststoff, der zu 100 % aus Hanf besteht. Bei der Hempstone-Technik wird Wasser einfach mit polymerisierten Fasern vermischt, die zuvor mit einer patentgeschützten Technik behandelt wurden. Wenn sich diese Mischung dann setzt, härtet sie zu einem bemerkenswert leichten und festen Kunststoff aus, der poliert werden kann und und aus dem Möbel und wegen seiner guten akustischen Eigenschaften auch Musikinstrumente hergestellt werden können.

Im Baugewerbe können Hanffasern mit Leim vermischt werden und ergeben dann „Hempcrete“, einen Stoff, der bei verschiedenen Gebäudekonzepten eingesetzt wurde und für gewerbliche und private Zwecke lieferbar ist. Hempcrete ist preiswert, feuerhemmend und haltbar. Jedoch ist seine Druckfestigkeit (also die Fähigkeit, Druckbelastungen zu widerstehen) viel geringer als bei Beton, und er muss daher in Verbindung mit anderen Materialien verwendet werden, wenn es um tragende Bauteile geht.

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Grafik by Sensiseeds.com

Neue Textilstoffe zur Herstellung kugelsicherer Bekleidung

Die Faserforschung, die die Basis für die Herstellung von Kompositkunststoffen aus Hanf bildet, hat auch zu mehreren Innovationen im Bereich der Textilien geführt. 2009 ist eine neue Anlage zur Verarbeitung von Hanf in der Provinz Yunnan (China) eröffnet worden, die über eine Verarbeitungskapazität von 2.000 to pro Jahr verfügt. Ihr Direktor Shi Dongming machte damals bekannt, dass „Hanffasern in großem Umfang dazu verwendet werden, um Socken, aber auch kugelsichere Kleidung und Anzüge von höchster Qualität herzustellen“.

Aramidfasern, die meist als Kevlar bekannt sind, sind die Standardlösung für derartige Artikel, da sie im Verhältnis zu ihrem Gewicht eine sehr hohe Festigkeit aufweisen. Die Aramidfaser verfügt über eine Zugfestigkeit von bis zu 3.620 MPa, während die Hanfsorten mit den stärksten Fasern im Rohzustand nur eine Festigkeit von etwa 1.400 MPa aufweisen. Sorgfältig präparierte einzelne Hanffasern können aber durchaus bis zu 2.767 MPa erreichen. Die Fasern können auch mit Enzymen oder Chemikalien wie Lauge (NaOH) behandelt werden, um ihre Festigkeit weiter zu erhöhen. Diese hohe Festigkeit im Verbund mit der geringen Dichte macht Hanf zu einem idealen Kandidaten für leichtgewichtige kugelsichere Bekleidung wie beispielsweise die kugelsichere Jacke von Hemp Hoodlamb, die bis Klasse IIIA getestet worden ist.

Die Märkte beginnen gerade, sich für Produkte aus Hanfkunststoffen zu öffnen, und zwar in einer Weise, die vor einem Jahrzehnt noch niemand für möglich gehalten hätte. In den kommenden Jahren wird die Zahl der Produkte und Einsatzzwecke zweifellos weiter ansteigen. Auch wenn noch sehr viel zu tun ist, bis Biokunststoffe auch nur einen kleinen Teil der weltweiten Jahresproduktion an Kunststoffen ausmachen, gibt es die zunehmende Hoffnung, dass sich praktikable Alternativen etablieren und die schädlichen petrochemischen Produkte schließlich vollständig vom Markt verschwinden werden.

Quelle: sensiseeds.com


streamplus.de

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