Als natürlich nachwachsender Baustoff ist Holz bei nachhaltiger Forstwirtschaft nahezu unbegrenzt verfügbar. Während seines Wachstums bindet es CO2, was es zu einem besonders klimafreundlichen Baumaterial macht. Darüber hinaus erfordert die Herstellung, Verarbeitung und der Transport von Holz weniger Energie als klassische Baustoffe wie Stahl oder Beton. Aus diesem Grund werden Holzwerkstoffe wie Spanplatten, OSB, Sperrholz oder Faserwerkstoffe in der Bauindustrie in großen Mengen als nachhaltige Baumaterialien eingesetzt.
Dies ist doppelt nachhaltig, da bei der Herstellung auch Reststoffe aus der Holzverarbeitung verwertet werden können. Allerdings ist ein Nachteil herkömmlicher Holzwerkstoffe, dass zur Herstellung oft Klebstoffe wie Phenol-Formaldehydharze verwendet werden. Diese basieren auf fossilen Rohstoffen und gelten als gesundheitlich bedenklich.
Um eine umwelt- und gesundheitsfreundliche Alternative zu entwickeln, haben Wissenschaftler am Fraunhofer WKI gemeinsam mit Industriepartnern einen biobasierten Klebstoff erforscht. Im Fokus stand die stoffliche Nutzung von Huminen, die als Nebenprodukt bei der Herstellung von Polyethylenfuranoat (PEF) entstehen, einem biobasierten Ersatz für Polyethylenterephthalat (PET). Nach jahrelanger Forschungsarbeit ist es den Projektpartnern gelungen, Humine erfolgreich als Bindemittel für Holzwerkstoffe einzusetzen.
Das Ziel war, Humine nicht chemisch zu modifizieren, sondern durch die Formulierung mit geeigneten Härtern, Vernetzern und Additiven nutzbar zu machen. Die Forscher fertigten Sperrholz und einschichtige Spanplatten an und untersuchten deren Eigenschaften. Dabei erwies sich die Applikation als einfach und effizient, da herkömmliche Produktionsanlagen genutzt werden konnten.
Die fertigen Humin-gebundenen Holzwerkstoffe lassen sich wie gewohnt sägen, bohren oder schleifen. Einige Spanplattenvarianten erfüllten die für Typ P2 geforderte Querzugfestigkeit, zeigten jedoch bei der Dickenquellung noch Schwächen im Vergleich zu konventionellen Lösungen. Humin-gebundenes Sperrholz erreichte ohne Vorbehandlung eine Zugscherfestigkeit von bis zu 3 N/mm². Allerdings ist die Eignung für den Feuchtebereich gemäß EN 314-2 noch nicht gegeben, da die Verleimung hier Schwächen zeigte. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass Humine auch zur Imprägnierung und Modifikation von Holz geeignet sind, weil sie die Dauerhaftigkeit gegenüber holzzerstörenden Pilzen um ein bis zwei Dauerhaftigkeitsklassen verbessern.
Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass die stoffliche Nutzung von Huminen großes Potenzial für die Herstellung von Holzwerkstoffen bietet. Insbesondere durch die weitere Optimierung von Festigkeit und Wasserstabilität könnten Humin-basierte Bindemittel eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Klebstoffen darstellen.
(Autor: Paul Deder)