Nadine Peneder
MFC Application Engineer
Zwei weitere Wochen sind nun schon vergangen und ich kann nicht behaupten, dass mir langweilig geworden ist. In der Zwischenzeit habe ich nicht nur mein erstes Kundengespräch bewältigt, sondern mir auch ein Fachwissen über mikrofibrillierte Cellulose (MFC) angeeignet.
Da die meisten Leser wahrscheinlich ebenso neu auf dem Gebiet der mikrofibrillierten Cellulose sind wie ich, habe ich mich dazu entschlossen, den heutigen Blog diesem Thema zu widmen und der Frage nachgehen, was denn überhaupt MFC ist. Woraus besteht sie? Wie wird sie hergestellt? Wofür kann man sie überhaupt gebrauchen?
Aufbau
Um zu verstehen, woraus MFC aufgebaut ist, lohnt es sich das Gesamtbild anzuschauen. Einer Matrjoschka-Puppe gleich lässt sich ein Baum immer weiter in seine kleineren Einzelteile zerlegen. Wie allgemein bekannt, besteht Holz aus einer Cellulosematrix. Die Fasern, welche diese Matrix bilden, sind Fibrillenbündel, die sich aus kleineren Elementen, den Mikrofibrillen zusammensetzen. Aus chemischer Sicht besteht MFC aus einem Polymer, das sich aus Cellobiose-Monomeren zusammensetzt. Diese wiederum bestehen aus β-1,4-glycosidisch verknüpften Glukosemolekülen (Saccharid). In der Abbildung unten sieht man ein Schema, dass diesen Aufbau beschreibt.
Durch einen Fibrillationsprozess werden die Cellulosefasern in ein dreidimensionales Netzwerk von Mikrofibrillen umgewandelt, das eine sehr hohe Oberfläche aufweist. Dieses Geflecht aus Mikrofibrillen wird dann mikrofibrillierte Cellulose (MFC) genannt.
Herstellung
Der Herstellungsprozess beginnt mit dem Einweichen und Suspendieren von Pulp. Danach werden die Cellulosefasern sorgfältig mit hohen Scherkräften in Mikrofibrillen aufgetrennt. Dafür kann man folgende Methoden gebrauchen:
Durch den Prozess erhält man nicht nur ein hohes Aspektverhältnis, sondern auch viele Hydroxylgruppen werden zugänglich gemacht. Dadurch weisen die Fasern eine hohe Wasserretention auf und eine Palette von chemischen Modifikationen wird möglich. Zusätzlich bleiben die kristallinen Abschnitte der Fibrille erhalten, wodurch man ein Produkt mit guten mechanischen Eigenschaften erhält.
Anwendung
Demzufolge eröffnet sich eine schier endlose Anzahl von spannenden Möglichkeiten für die Verwendung von MFC. Nur schon in meinem ersten Monat bei Weidmann Fiber Technology bin ich in Kontakt mit den unterschiedlichsten Industrien gekommen, die MFC in ihre Produkte auf die ein oder andere Art einsetzen wollen. Sei es nun als Emulsionsstabilisator in der Lebensmittelindustrie, als Rheologie-Modifizierer in Zement oder als Additiv in Verbundwerkstoffen.
Ich hoffe, nun ein bisschen Licht ins Dunkle auf dem Gebiet der MFC gebracht zu haben. Bis zum nächsten Mal,
Nadine