Le fibre naturali hanno molti vantaggi:sono rinnovabili, biodegradabile e robusto. Sono più efficienti dal punto di vista energetico da produrre rispetto alle fibre di vetro o di carbonio, sono più leggeri e hanno un'acustica migliore. Il loro svantaggio:assorbono l'acqua molto facilmente. Ciò compromette le loro proprietà meccaniche. I ricercatori Fraunhofer hanno collaborato con i loro partner per combinare uno speciale trattamento della fibra e una tecnologia del filato:di conseguenza, le fibre naturali possono sfruttare appieno i loro vantaggi ed essere utilizzate più ampiamente.

Il tema della trasformazione biologica è sulla bocca di tutti. Questo tipo di gestione si concentra sull'uso sostenibile delle risorse biologiche come piante o microrganismi. Nel futuro, si prevede di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili come il petrolio, carbone o gas e contribuire ad affrontare grandi sfide come il cambiamento climatico e la crescita della popolazione mondiale. La trasformazione biologica offre opzioni e opportunità per quasi tutti i settori. Un campo di applicazione per le risorse biologiche sono i materiali, come le plastiche rinforzate con fibre naturali (NFRP). I loro vantaggi li rendono interessanti come alternativa alle plastiche rinforzate con fibra di vetro e carbonio (GRP o CFRP):sono rinnovabili, biodegradabile e robusto, utilizzare meno energia nella produzione, sono più leggeri e hanno migliori proprietà acustiche. Lo svantaggio finora:assorbono l'acqua molto facilmente, vengono di conseguenza danneggiati e perdono le loro proprietà meccaniche altrimenti positive.

Trattamento della fibra e tecnologia del filato sapientemente combinati

L'Istituto Fraunhofer per la durabilità strutturale e l'affidabilità dei sistemi LBF a Darmstadt, La Germania ha ora risolto questo problema insieme all'Istituto per la tecnologia tessile (ITA) della RWTH Aachen nello studio esplorativo "Bastfix", finanziato dal Ministero federale tedesco dell'istruzione e della ricerca (BMBF). L'approccio:una combinazione intelligente di trattamento speciale delle fibre e lavorazione del filato. "Un trattamento superficiale di fibre naturali con strati idrorepellenti da solo non fornisce alcun progresso", spiega il dottor Roland Klein, responsabile di gruppo per la progettazione di interfacce nella divisione plastica presso LBF. "L'acqua continua a penetrare nella fibra naturale attraverso bordi tagliati o altri danni". Per questa ragione, gli scienziati hanno trattato le fibre in modo che siano idrorepellenti all'interno. Lo hanno fatto producendo polimeri all'interno delle fibre naturali. "Primo, lasciamo che i monomeri della plastica penetrino nelle cavità delle fibre naturali. La polimerizzazione è poi avvenuta direttamente all'interno delle fibre, " dice Klein nel descrivere il cuore del nuovo trattamento della fibra. L'uso del metodo è particolarmente interessante per i compositi in fibra termoplastica, poiché nella loro produzione, il polimero fuso è molto viscoso, non penetra all'interno e bagna solo superficialmente le fibre. Il vantaggio dei termoplastici:possono essere deformati a piacere anche dopo la produzione.

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato fibre di lino sotto forma di un roving, cioè lo stato prima della filatura in filati e la loro ulteriore lavorazione in superfici tessili. Questo ha il vantaggio che le fibre possono essere completamente imbevute di monomero, poiché sono ancora presenti singolarmente. L'impregnazione completa potrebbe non essere garantita su tessuto o filato ritorto. È qui che entra in gioco il processo del filato dell'ITA. Nel processo di filatura avvolgente, gli scienziati di Aquisgrana dispongono le fibre naturali in parallelo e avvolgono il nucleo parallelo delle fibre di lino con un filamento. Il vantaggio:le fibre non sono attorcigliate, che dà loro una maggiore forza. "Combinando entrambi i processi, le proprietà fisiche delle fibre naturali possono essere sfruttate appieno. Questi due sviluppi ampliano notevolmente l'area di applicazione di NFRP, con il risultato che possono essere utilizzati anche all'esterno e in componenti molto sollecitati, " dice Klein nel descrivere il valore aggiunto. Finora, Gli NFRP sono utilizzati principalmente nelle automobili, come per il rivestimento interno delle porte.