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Institut für Chemie, Universität für Bodenkultur Wien |
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Holz-Modifikation: Wege zu einem neuen Werkstoff |
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Interdisziplinäres Forschungsprojekt an der BOKU |
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Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Holzzellwand so zu modifizieren, dass gerade diese Eigenschaften entscheidend verbessert werden und weiters auch der Befall durch Pilze erschwert bzw. verhindert wird. Diese erzielte Schutzwirkung würde eine Behandlung des Holzes mittels biozider Stoffe unnötig machen.
Ein Team von jungen Forschern aus sechs verschiedenen Instituten der Universität für Bodenkultur arbeitet an dem Projekt. Fichtenholz, das von der Firma STIA zur Verfügung gestellt wurde, wird mittels chemischer bzw. thermischer Verfahren modifiziert. Die Eigenschaften des neuen Rohmaterials werden auf Dauerhaftigkeit, Festigkeits- und Brucheigenschaften sowie Verleimbarkeit hin ausgetestet, um die Einsatzmöglichkeiten definieren zu können. Eine entscheidende Aufgabe hat in diesem Zusammenhang die Untersuchung der Marktakzeptanz des neuen Werkstoffes "modifiziertes Holz".
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Die chemische Modifikation
Die chemische Modifikation erfolgt durch Acetylierung mittels Acetanhydrid. Dabei werden die in den Holzpolymeren zahlreich vorhandenen Hydroxylgruppen durch Acetylgruppen ersetzt. Die Hydroxylgruppen (OH-Gruppen) der Holzpolymere sind es, die Holz seinen hygroskopischen Charakter verleihen. Werden sie ersetzt, wird dem Holz die Möglichkeit genommen Wasser im üblichen Ausmaß aufzunehmen. |
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 Institut für Chemie |
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Die thermische Behandlung |
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Die thermische Behandlung erfolgt unter erhöhtem Druck in wasserdampfgesättigter Luft- oder Stickstoffatmosphäre bei Temperaturen von ca. 165°C. Behandlungsbedingt kommt es einerseits zum Abbau von Holzsubstanz, andererseits zu Polymerisationsprozessen innerhalb des Holzes. Beides bewirkt ein vermindertes Quellen und Schwinden (¿Arbeiten des Holzes¿) und auch die Anfälligkeit gegenüber Pilzbefall und Schadinsekten wird herabgesetzt.
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Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften
Zur Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften wird das modifizierte Holz bezüglich seiner Brucheigenschaften in einer speziellen Keilspaltvorrichtung getestet. Mechanische Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit werden ebenfalls bestimmt. Um mögliche Veränderungen der Materialeigenschaften bezüglich Verleimung und Oberflächenbehandlung zu testen, wird die Benetzbarkeit mittels Kontaktwinkelmessung untersucht. |
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Arbeitsbereich Physik (Institut für Meteorologie und Physik) |
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Resistenz gegen holzverfärbende Pilze |
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Die Dauerhaftigkeit von modifiziertem Holz gegenüber holzzerstörenden und holzverfärbenden Pilzen ist ein wichtiger Schwerpunkt des Projektes. Als Prüfpilze werden jene eingesetzt, von denen in der Praxis unter Berücksichtigung der künftigen Einsatzbereiche des Produkts (wie z. B. bewitterte Außenfassaden, Fenster und Balkone) eine konkrete Gefährdung zu erwarten ist.
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Verbesserung der Eigenschaften wichtiger als Natürlichkeit |
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Um die Marktakzeptanz von modifiziertem Holz bei Gebäudefassaden zu ermitteln, wurden Fragebögen gemeinsam mit dem Magazin "Holzbau-Forum" ausgesandt bzw. eine zweite Umfrage, die nur an Architekten und Zimmerleute gerichtet war, durchgeführt. Die Befragung ergab u.a., dass insgesamt die Verbesserung der technischen Eigenschaften von Holz als wichtiger erachtet wird, als der Erhalt der Natürlichkeit dieses Werkstoffes.
Ein Großteil der Architekten und Zimmerer anerkennt auch höhere Preise für modifiziertes Holz. Damit scheinen Marktchancen für Fassaden aus modifiziertem Holz gegeben.
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