Projektnummer: 1141703
Projektträger: BMWI
Laufzeit: 01.07.2003 - 31.08.2005

Das Lyocell-Verfahren als rein physiko-chemischer Verformungsprozess für Cellulose bietet günstige Voraussetzungen zur Inkorporierung einer Vielzahl von Additiven hinsichtlich der Erzielung funktionaler Verbundeigenschaften.
Während bei der Zugabe von Additiven im Mikrometerbereich grundsätzliche Nachteile insbesondere bei den textil-physikalischen Eigenschaften der Verbundkörper in Kauf genommen werden müssen, können durch Eintrag von nanoskaligen Additiven neue Eigenschaften ohne extreme Störung der Polymermatrix initiiert werden. Die geringen Abmessungen ermöglichen hohe Packungsdichten, wobei die besonderen Grenzflächeneigenschaften der Komponenten zu neuartigen Werkstoffen führen können.

Voraussetzung dafür war die Entwicklung geeigneter Methoden zur Interkalierung und Exfolierung der verwendeten Nanoschichtsilikate in der Spinnlösung und in der Verbundfaser. Es wurden gefüllte Verbundformkörper hergestellt und die erzielbaren Effekte bei Barriereeigenschaften, Temperaturbeständigkeit und Matrixverstärkung untersucht.
Nachgewiesen werden konnte, dass die Erhöhung der Barrierewirkung auch mit Nanopartikeln hoher Aspektverhältnisse nicht möglich ist, da die Diffusionsvorgänge zur Regenerierung der Cellulose die Schichtenausbildung unterbindet. Durch die eintretende Strukturierung der Kompositfaseroberflächen ergeben sich als Folge der Behinderung von Diffusionsvorgängen jedoch nutzbare Effekte, wie beispielsweise ein verbessertes Anfärbeverhalten.
Aus der Nutzung der phasenvermittelnden Wirkung von organisch modifizierten Schichtsilikaten resultieren neue Entwicklungsfelder für Hybridwerkstoffe aus thermodynamisch unverträglichen Mehrphasensystemen.
Durch eine optimierte Verteilung eingebrachter Nanopartikel kann die Wirkung eingebrachter Funktionaladditive verbessert werden.
Der Einbau unmodifizierter Schichtsilikate in eine Cellulosefasermatrix gestattet bei optimierter Verteilung und angepassten Regenerierungsbedingungen, die thermische Stabilität von cellulosischen Fasern permanent zu verbessern.