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Jedes Jahr kommen Innovationen in der Hanf-Kunststofftechnologie auf den Markt und viele Unternehmen bauen Hanf-Kunststoffe in ihre Produkte ein. Hanf erweist sich als eine saubere Alternative zu den stark umweltbelastenden Kunststoffen. Es gibt verschiedene Arten von Hanf-Kunststoff; hier führen wir Sie kurz durch die Herstellung dieser Kunststoffe.

Warum besteht Bedarf an einer Alternative zu Kunststoffen?

Es besteht kein Zweifel, dass wir eine große Umweltkrise erleben, die viele Formen annimmt. Die Menschen haben ein nicht nachhaltiges Entwicklungsmodell verfolgt, unter dessen Folgen wir jetzt leiden. Die bereits spürbare Veränderung des Klimas, der erhebliche Verlust an biologischer Vielfalt und natürlich die Verschmutzung von Boden, Luft und Meeren sind einige Beispiele für die Schäden, die wir unserer Umwelt zugefügt haben.

Nehmen Sie zum Beispiel unsere Meere und Ozeane, die wir in ein gigantisches Mülldepot verwandelt haben, das die Meeresökosysteme bedroht. Laut Greenpeace werden jede Sekunde mehr als 200 Kilo Plastik in die Weltmeere und Ozeane gekippt, was mehr als 8 Millionen Tonnen Plastikabfall pro Jahr entspricht.

Darüber hinaus sterben jährlich mehr als 1 Million Seevögel und über 100 000 Meeressäuger an den Schäden, die durch Plastik-, Chemie- und Ölabfälle an der Meeresumwelt verursacht werden. Obwohl einige dieser Rückstände, die 80 % der gesamten Meeresverschmutzung ausmachen, in etwas mehr als sechs Monaten abgebaut werden und verschwinden können, brauchen viele andere dafür mehrere hundert Jahre.

Inzwischen hinterlassen Kunststoffabfälle, einschließlich „Mikrokunststoffe“, eine große Menge an Luft-, See- und Bodenverschmutzung. Ein Team von Wissenschaftlern hat vor kurzem gezeigt, dass diese Mikrokunststoffe in der Luft verteilt werden und in abgelegene Naturgebiete gelangen, mit ähnlichen Konzentrationen, wie sie in großen Städten vorkommen.

Internationale Regierungen und Umweltorganisationen haben bereits damit begonnen, diese ernste globale ökologische Bedrohung zu stoppen. Die in den verschiedenen internationalen Abkommen für 2030 und 2050 festgelegten Ziele scheinen jedoch für viele Länder und Regionen etwas unerreichbar.

Wir brauchen dringend Maßnahmen, um die Verschmutzung durch Kunststoffe zu stoppen, und jeder von uns muss versuchen, seinen Teil zur Innovation, zum Mentalitätswandel und zum Respekt vor der Umwelt beizutragen. Unser Leben und unsere Zukunft hängen davon ab.

Hanf: Ein Rohstoff kehrt aus der Vergangenheit zurück
Hanf ist die Pflanze, die das Potenzial hat, die Zukunft von Kunststoff und anderen Materialien neu zu erfinden. Es ist eine saubere, ökologische, nachhaltige und erneuerbare Alternative. Und sie kann die Verwendung von umweltschädlichen Materialien bei der Produktion von Gütern in vielen Bereichen ersetzen, wie z.B. im Bauwesen, im Automobilbau, in der Mode, im Design, im Sport und in vielen anderen Bereichen.

Aber Hanf ist keine neue Ressource, die auf einen bestimmten ökologischen Trend reagiert. Hanf ist ein Rohstoff, der aus der Vergangenheit zurückkehrt und uns hilft, die Zukunft neu zu überdenken. Seit Jahrtausenden wird er wegen seiner ernährungsphysiologischen Eigenschaften und seiner vielfältigen gesundheitlichen Vorteile genutzt und dient als Rohstoff für unzählige Produkte wie Lebensmittel, Textilien und Medikamente.

Hanf gehört zu den Pflanzen, die in ihrer Umgebung mehr Artenvielfalt schaffen. Sein Anbau ermöglicht es uns, zu geringen Kosten drei Rohstoffe zu erhalten: Die Samen, die Fasern und das Fruchtfleisch. Die Faser ist seit jeher am meisten wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften verwendet worden, da sie die widerstandsfähigste, saugfähigste und dauerhafteste Faser pflanzlichen Ursprungs ist.

Die Zukunft der Hanf-Kunststoffe neu erfinden.

Es wird immer einfacher, Produkte zu finden, die auf verschiedene Sektoren abzielen und aus pflanzlichen Fasern wie Flachs, Kokosnuss und natürlich Hanf hergestellt werden. Ziel ist es, die seit Jahrzehnten produzierten umweltschädlichen Stoffe zu ersetzen. Wie wir bereits gesagt haben, kann Hanf viele dieser Materialien, wie z. B. Kunststoffe, ersetzen und so zur weltweiten Verringerung der Umweltverschmutzung beitragen.

Die Verwendung von Hanf bringt nicht nur einen ökologischen Nutzen mit sich. Er verbessert auch die Qualität und Leistung der Produkte, die ihn enthalten. So wird Hanffaser seit langem anstelle von Glasfaser für die Herstellung von Surfbrettern verwendet, da sie diese wesentlich leichter, flexibler und widerstandsfähiger macht und ihnen einen sensationellen Grip und Auftrieb verleiht.

So kommen Jahr für Jahr immer häufiger Innovationen in der Hanf-Kunststofftechnik auf den Markt. Selbst einige der größten Automobilkonzerne wie BMW, Mercedes und Bugatti setzen heute Hanfkunststoffe in ihren Produkten ein. Das jüngste Porsche-Modell, zum Beispiel der 718 Cayman GT4, enthält Hanffaserplatten der niederländischen Firma Hempflax.

Kurzum, Biokunststoffmaterialien, darunter Hanf, bieten erhebliche Vorteile für die Umwelt. Da sie nicht aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden, erzeugen sie bei ihrer Zersetzung kein Kohlendioxid. Außerdem sind die meisten von ihnen biologisch abbaubar. Alles deutet darauf hin, dass sie ein sehr wichtiger Teil zur Lösung der Klimakrise sein könnten.

5 Arten von Hanf-Biokunststoffen und wie sie verwendet werden können

1. Hanf-Cellulose

Cellulose ist das am häufigsten vorkommende organische Polymer auf der Erde und ist ein fester Bestandteil der Zellwände von Pflanzen und vielen Algenarten. Obwohl Zellulose hauptsächlich zur Herstellung von Papier verwendet wird, wird sie auch zur Herstellung einer Vielzahl verschiedener Kunststoffe, wie Zelluloid, Zellophan und Zellwolle, verwendet. Die ersten Kunststoffe wurden aus organischen und nicht-synthetischen Materialien hergestellt, und Zellulose war damals ein Schlüsselelement in der aufkommenden Kunststoffindustrie. Heute haben Biokunststoffe aufgrund ihrer vielfältigen Umweltvorteile wieder großes Interesse gefunden.

2. Zellophan, Rayon und Zelluloid

Sowohl Zellophan als auch Zellwolle werden als regenerierte Zellulosefasern eingestuft und in ähnlicher Weise zur Herstellung von Zellophanfolie oder Zellwollfasern hergestellt. Zur Herstellung von Celluloid wird zunächst Nitrocellulose (Cellulosenitrat) hergestellt, die mit Campher, einem weit verbreiteten Weichmacher, gemischt wird, um einen dichten, festen Thermoplast zu erhalten, der sich bei Erwärmung leicht formen lässt. Hanfzellulose kann extrahiert und zur Herstellung von Zellophan, Zellwolle, Zelluloid und einer Vielzahl verwandter Kunststoffe verwendet werden. Hanf enthält bekanntermaßen etwa 65-70 % Zellulose und gilt als eine gute, vielversprechende Quelle, vor allem wegen seiner relativen Nachhaltigkeit und geringen Umweltbelastung. Zum Vergleich: Holz enthält etwa 40 % Zellulose, Flachs 65-75 % und Baumwolle bis zu 90 %. Hanf wächst schneller als die meisten Baumarten und benötigt weniger Pestizide als Baumwolle oder Flachs. Allerdings ist beim Anbau auf einigen Böden eine erhebliche Menge an Dünger erforderlich, und er benötigt auch eine relativ große Menge an Wasser.

3. Sonstige Produkte aus Hanfzellulose

Zellulose kann zur Herstellung einer Vielzahl von Kunststoffen und verwandten Stoffen verwendet werden. Der Unterschied in den physikalischen Eigenschaften ist im Wesentlichen auf die Länge der Polymerketten und den Kristallisationsgrad zurückzuführen. Cellulose wird aus Hanf und anderen Faserpflanzen mit unterschiedlichen Methoden gewonnen. Der Rohzellstoff kann hydrolysiert werden, d.h. durch Zugabe von Wasser bei 50-90° C in seine Bestandteile getrennt werden. Er kann auch in eine schwach saure Lösung getaucht werden, um die kristallinen von den amorphen Abschnitten zu trennen und so Cellulose-Nanokristalle zu erzeugen. Durch zusätzliche Hitze und Druck kann auch eine interessante Form, die so genannte Nanocellulose, hergestellt werden. Dies ist ein „Pseudo-Plastik“, das unter normalen Bedingungen einem viskosen Gel ähnelt und flüssiger wird, wenn sie bewegt oder gestresst wird. Nanocellulose oder mikrofibrillierte Cellulose (MFC) hat eine Vielzahl von möglichen Anwendungen. Sie kann als Verstärkungsmaterial in Kunststoff-Compounds und als hochsaugfähiges Mittel zur Reinigung von Ölverschmutzungen oder Ölschlick eingesetzt werden. Auch bei der Herstellung von Sanitärprodukten und als kalorienarmer Stabilisator in der Lebensmitteltechnologie kann sie eingesetzt werden. Das australische Unternehmen Zeoform bietet einen zellulosebasierten Kunststoff an, der nach einem eigenen patentierten Verfahren hergestellt wird und Hanf enthält. Durch ihre Technik werden die Cellulosefasern in ein formbares Material umgewandelt, das eine hohe industrielle Festigkeit für eine unbegrenzte Produktvielfalt aufweist. Dieses Material wird als 100 % ungiftig, biologisch abbaubar und recycelbar beworben, da es kompostierbar ist und eine sehr interessante Form der Kohlenstoffabscheidung und -bindung bietet.

4. Hanfbasierte Kunststoffe

Verbundkunststoffe bestehen aus einer Polymermatrix, die auf Cellulose oder einer Reihe anderer natürlicher oder synthetischer Polymere basieren kann, und Verstärkungsfasern, die ihrerseits natürlichen (und hauptsächlich aus Zellulose bestehenden) oder synthetischen Ursprungs sein können. Zu den natürlichen Polymeren gehören Teer, Schellack, Schildpatt und viele Baumharze, während zu den Naturfasern Jute, Sisal, Baumwolle und Flachs gehören. Zu den traditionellen anorganischen Füllstoffen gehören Talkum, Glimmer und Glasfasern. Biokomposite haben in der Regel mindestens einen Hauptbestandteil organischen Ursprungs. Obwohl 100 % organische Kunststoffe existieren, enthalten die meisten einige synthetische Elemente. Typischerweise wird eine Naturfaser mit einem synthetischen Polymer gemischt und dann als Biokomposit gekennzeichnet. Die verschiedenen Kombinationen von Naturfasern und Polymeren, die für die Herstellung von Biokunststoffen verwendet werden können, variieren stark in Bezug auf Dichte, Zugfestigkeit, Steifigkeit und andere Aspekte. Diese Faktoren können während des Herstellungsprozesses modifiziert werden, um geeignete Produkte für eine Vielzahl von Anwendungen zu schaffen. Zu letzteren gehören die Herstellung von Baustoffen, Möbeln, Musikinstrumenten, Booten, Autopaneelen, biologisch abbaubaren Einkaufstaschen und in der Medizin biokompatible „Stützstrukturen“ beim Wiederaufbau von Knochengewebe. Hanffasern werden als Verstärkung in Verbundwerkstoffen eingesetzt und sind für ihre Zugfestigkeit bekannt, insbesondere für weibliche Pflanzenfasern. Männliche Pflanzenfasern sind feiner, weicher und oft haltbarer, aber auch weniger widerstandsfähig. Eine Studie aus dem Jahr 2003 über naturfaserverstärkte Polypropylen (PP)-Verbundwerkstoffe zeigte, dass Hanf, Kenaf und Sisal eine vergleichbare Zugfestigkeit wie traditionelle Glasfaserverbundwerkstoffe aufweisen und dass Hanf bei der Schlagfestigkeit besser abschneidet als seine Konkurrenten  Eine weitere Studie über mit Hanffasern verstärkte PP-Verbundwerkstoffe, in diesem Fall mit einem Material, das als gehämmertes Polypropylen (MAPP) bekannt ist, zeigte 2007, dass die Gesamtspannung und die mechanischen Eigenschaften um bis zu 80 % im Vergleich zu traditionellen Glasfaserverbundwerkstoffen erhöht wurden.

5. Reine Biokompositmaterialien aus Hanf

Mehrere Biokomposite oder Biomaterialien wurden bereits vollständig aus organischen Substanzen entwickelt, darunter auch Hanf, der als Füllmaterial verwendet wird In einer Studie aus dem Jahr 2003 über die Zugfestigkeit von Hanffasern wurde gezeigt, dass diese bei der Herstellung von Biokomposit-Kunststoffen durch Alkalisierung mit verdünnter Natronlauge (NaOH) in Konzentrationen von 4-6 % in Verbindung mit der flüssigen Polymermatrix der Cashewschale eine höhere Zugfestigkeit und Steifigkeit aufweisen. Eine Gruppe koreanischer Forscher kündigte 2007 die Schaffung eines Biokomposits an, das aus organischer Polymilchsäure (PLA, einem wichtigen biologisch abbaubaren thermoplastischen Polyester) hergestellt und mit Hanffasern verstärkt wird. Sie entdeckten auch, dass die Behandlung von Hanffasern mit verdünntem Alkali ihre Zugfestigkeit erhöht. Biokompositmaterialien zeigten eine höhere Festigkeit und Steifigkeit als Kunststoffe, die nur PLA enthalten. Im Jahr 2009 kündigte eine Forschergruppe der Stanford University die Entwicklung eines hanffaserverstärkten Verbundwerkstoffs aus Biopolyhydroxybutyrat (BHP) an. Materialien aus Hanf und BHP sind stark, weich, attraktiv und dauerhaft genug, um in Bau-, Möbel- und Fußbodenmaterialien verwendet zu werden. In einer Studie aus dem Jahr 2014 über die Entwicklung von vollständig biologisch abbaubaren Verbundwerkstoffen mit Poly(butylensuccinat) (PBSu) als Polymermatrix und Hanffasern und Hanfschäben als Füllstoff, wurde festgestellt, dass sowohl die Zug- als auch die Schlagzähigkeit von der Art und Menge des verwendeten Füllstoffs beeinflusst werden. PBSu/Hanf- Verbindungen wiesen höhere biologische Abbauraten auf als PBSu/Hanffaser-Verbindungen.

Auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft

Es liegt auf der Hand, dass die Forschung noch einen langen Weg vor sich hat, bis die besten nachhaltigen Alternativen zu erdölbasierten Kunststoffen erreicht sind. Neue Forschungsarbeiten werden jedoch immer schneller durchgeführt, da Regierungen und Nationen auf der ganzen Welt sich der Notwendigkeit bewusst werden, den Einsatz von Petrochemikalien drastisch zu reduzieren. Und Hanf wird zunehmend als ein enormes Potenzial in unserem natürlichen „Werkzeugkasten“ der vielversprechenden Pflanzen für Biokunststoffe erkannt

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Ihr hatten den Gedanken auch schon? Bitte schön.

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