UV-Selbstschutz von Holzoberflächen durch Cellulosefasern 

Unter Einwirkung von Sonnenlicht und Niederschlag werden Holzoberflächen oftmals rau und verfärben sich. Im Mittelpunkt des Projekts stehen die Möglichkeiten, die Verwitterungserscheinungen von Holz zu verhindern und so Holz gegenüber anderen Werkstoffen im Aussenbereich wettbewerbsfähiger zu machen.

Hintergrund
Beim Einsatz von Holz im Aussenbereich ist besonders dessen Oberfläche stark beansprucht. Je nach Art und Intensität der Einflussfaktoren kommt es dabei zum Abbau von Holzsubstanz oder zu deutlichen ästhetischen Veränderungen. Wesentlich ist dabei die photochemische Umwandlung des Lignins und ähnlicher, die Ultraviolettstrahlung absorbierender Holzinhaltsstoffe durch die Sonnenstrahlung. Bei dieser Reaktion werden die chromophoren Gruppen, die dem Holz seine natürliche Farbe geben, in wasserlösliche Substanzen umwandelt, welche dann mit der Feuchtigkeit in Form von Regen oder Schnee ausgewaschen werden können. Die Holzoberflächen werden rau, verfärben sich stark, und Material wird abgebaut.

Ziel
Ziel des Projekts ist es, einen holzeigenen Schutz vor schädlichen Wirkungen der Ultraviolettstrahlung (UV-Schutz) auf der Oberfläche des Holzes zu entwickeln und zu stabilisieren. Dieser Schutz lässt sich in erster Linie durch mehrere Schichten und Bündel von Cellulosefasern aufbauen. In einer ersten Phase des Projektes analysieren und bewerten die Forschenden verschiedene Möglichkeiten der Delignifizierung. Dabei beurteilen sie insbesondere die Tiefenwirkung des Ligninabbaus und die mechanischen und optischen Veränderungen auf der Oberfläche. In einer zweiten Phase des Projektes untersuchen sie, inwieweit die delignifizierte Oberfläche mechanisch stabilisiert und wasserabweisend werden kann. Dazu prüfen die Forschenden die Eignung einerseits von funktionalisierten Reagenzien und anderseits von polymeren Substanzen.

Bedeutung
Gelingt es den Forschenden, eine Methode zu entwickeln, die Holzoberflächen delignifiziert und gleichzeitig dauerhaft stabilisiert, dann wären diese bei Anwendungen von Holz im Aussenbereich besser geschützt. Dies könnte die Wettbewerbsfähigkeit des Werkstoffs Holz im Vergleich zu anderen Baumaterialien deutlich verbessern und folglich zu einem breiten Einsatz von Holz im Aussenbereich führen.

Originaltitel: Development of a natural UV-protection of wood surfaces by cellulose-rich layers

Betrag: CHF 273’928.-
Dauer: 36 Monate

Projektverantwortliche
- Dr. Thomas Volkmer, Berner Fachhochschule, Biel
- Martin Arnold, Abteilung Holz, Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), Dübendorf
- Prof. Francis W. M. R. Schwarze, Abteilung Holz, Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), Dübendorf

Kontakt

Dr. Thomas Volkmer
Berner Fachhochschule
Solothurnstrasse 102
2504 Biel
Tel.: +41 32 344 03 46
E-Mail: thomas.volkmer@bfh.ch  
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