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Kraftpapier-Reststoffe werden zu Holzklebstoff
Ein schwedisches Forschungsteam hat einen vollständig biobasierten Holzklebstoff aus Nebenströmen der Zellstoffherstellung entwickelt. Der Klebstoff erreicht eine Scherfestigkeit von 7,69 MPa und ist damit konkurrenzfähig zu kommerziellen Alternativen – bei zusätzlich flammschutzhemmenden und wärmedämmenden Eigenschaften sowie deutlich reduzierten Umweltauswirkungen laut Lebenszyklusanalyse.
Zukünftige Materialien sollten aus erneuerbaren Quellen hergestellt werden, ohne den Klimawandel oder die Landnutzung negativ zu beeinflussen. Ein Ansatz zur Erreichung dieses Ziels besteht in der Aufwertung industrieller Nebenströme, die derzeit häufig verbrannt werden, zu marktfähigen Produkten mit hoher Umweltrelevanz – insbesondere solchen, die konventionell aus fossilen Quellen stammen. Holzklebstoffe zählen zu den weit verbreiteten Produkten dieser Kategorie, leiden jedoch häufig unter Gesundheits- und Nachhaltigkeitsbedenken. Die vorgestellte Arbeit präsentiert einen Holzklebstoff, der ausschliesslich aus Nebenströmen von Zellstoffwerken hergestellt wurde und mit einer Scherfestigkeit von 7,69 MPa mit kommerziellen Alternativen konkurrieren kann.
Zusätzlich zu den guten Klebeigenschaften wurden auch wärmedämmende und flammschutzhemmende Eigenschaften nachgewiesen. Diese Eigenschaften konnten durch Aufklärung der molekularen Struktur erklärt werden. Festkörper-NMR-Spektroskopie des Klebstoffs mit ¹³C-Anreicherung in Kombination mit DFT-Berechnungen zeigte, dass die Furfuraldehyd-Einheit vollständig in die aromatische Struktur der Matrix eingebaut ist.
Veranstaltungstipp: EC Conference Frontiers in Wood Coatings
Die EC Conference Frontiers in Wood Coatings, ehemals der Wood Coatings Congress, hat sich als internationale Referenzplattform für den wissenschaftlichen und technischen Austausch im Bereich der Holzbeschichtungen etabliert. An zwei intensiven Tagen in Amsterdam bringt die Konferenz Akteure aus der gesamten Wertschöpfungskette zusammen – von Harz- und Additivherstellern über führende Forschungsinstitute bis hin zu Lackherstellern und Endanwenderindustrien –, um die neuesten Fortschritte bei Formulierungen, Applikationsprozessen und nachhaltigen Lösungen zu diskutieren.
Deutlich reduzierte Umweltauswirkungen laut LCA
Die ökologische Nachhaltigkeit des Klebstoffs wurde in einer Lebenszyklusanalyse (LCA) mit kommerziellen Polyurethan- und Polyvinylacetat-Klebstoffen verglichen. Der neue biobasierte Klebstoff zeigte in 13 bis 15 von 16 Wirkungskategorien geringere Umweltauswirkungen. Damit demonstriert die Studie, dass verfügbare industrielle Nebenströme aus der Forstwirtschaft aufgewertet werden können, um problematische Produkte auf dem Markt mit deutlich geringerer Umweltbelastung zu ersetzen.
Der methodische Ansatz basiert auf einer effizienteren Nutzung von Ressourcen in Kraftzellstoffwerken. Bei der Produktion von Zellstoff entstehen Schwarzlauge, die grösstenteils aus Lignin und oxidierten Prozesschemikalien besteht. Die Einbeziehung von Vorhydrolysenflüssigkeiten (PHL) in den Rückgewinnungskessel stellt einen Engpass in Kraftzellstoffwerken dar, da diese einen inhärent niedrigen Heizwert aufweisen. Die Menge an Kraftlignin allein übersteigt zudem den Bedarf zur Regeneration der Kraftpulping-Chemikalien. Folglich können diese Ströme, die andernfalls verbrannt würden, als Rohstoffe betrachtet und über ihren Heizwert hinaus aufgewertet werden.
Beitrag zur zirkulären Bioökonomie
Der Ansatz bietet gleich mehrere Vorteile: Er ersetzt petrochemisch abgeleitete Produkte durch biobasierte Alternativen, erhöht die Zellstoffproduktionskapazität durch Entlastung des Rückgewinnungskessels und reduziert die Umweltbelastung. Für die Holzverarbeitung, das Baugewerbe und die Verpackungsindustrie eröffnet der biobasierte Klebstoff attraktive Perspektiven – insbesondere im Kontext wachsender regulatorischer Anforderungen an nachhaltige und emissionsarme Produkte.
Die Kombination aus flammschutzhemmenden Eigenschaften und biobasierter Herkunft macht den Klebstoff zudem für sicherheitsrelevante Anwendungen im Holzbau interessant, wo Brandschutz und Nachhaltigkeit häufig gleichzeitig gefordert sind. Damit liefert die Studie einen wertvollen Beitrag zur zirkulären Bioökonomie und zeigt, wie industrielle Nebenströme systematisch aufgewertet werden können.
Quelle: Schick, L. W. et al. Flame-retardant wood adhesive prepared from pulp mill residues. Green Chem. 28, 13253–13264 (2026). https://doi.org/10.1039/d6gc02014c
