Matrix - Kunststoffe als Bindemittel

Um aus Naturfasern oder auch Naturfaserhalbzeugen moderne Werkstoffe herstellen zu können, benötigt man Bindemittel zu ihrer Verfestigung. Traditionell wurden hierzu tierische und pflanzliche Leime, Kleber und Harze verwendet, heute vor allem Kunststoffe. Bei Naturfaserverbundwerkstoffen spricht man auch von einer so genannten "Kunststoffmatrix", in die die Naturfasern eingebettet sind. Grundsätzlich unterscheidet man, unabhängig davon, ob es sich um Polymere auf petrochemischer oder nachwachsender Basis handelt, duro- und thermoplastische Kunststoffe.

Duroplastische Kunststoffe dagegen lassen sich, einmal ausgehärtet, nicht mehr verformen. Im Prozess des Aushärtens bilden sich lineare Kettenmoleküle, die sich untereinander dreidimensional vernetzen und dadurch sehr stabil werden. In Verbindung mit Holz- und Naturfasern werden vor allem Acrylat-, Epoxid- und Phenolformaldehydharze, Polyurethan und ungesättigte Polyesterharze verwendet.

Thermoplastische Kunststoffe sind Kunststoffe, die sich unter dem Einfluss von Wärme plastisch verformen lassen. In der Regel bestehen Thermoplaste aus Polymeren, aus linearen oder wenig verzweigten Kettenmolekülen. Sie lassen sich unbegrenzt oft einschmelzen und neu formen. Dies erweist sich beim stofflichen Recycling als wichtiger Vorteil. Thermoplaste wurden ursprünglich vor allem im Spritzgießverfahren verarbeitet; heute sind auch Extrusion und thermoplastisches Formpressen gängig. In Verbindung mit Natur- und Holzfasern kommen vor allem die petrochemischen Thermoplasten Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC) und Polystyrol (PS) zum Einsatz. Die hohen Schmelztemperaturen des Polyamids (PA), bei denen Bestandteile der Naturfasern geschädigt würden, schließen seine Verwendung aus. Unter den thermoplastischen Biokunststoffen finden vor allem Lignin und die stärkebasierte Polymilchsäure (PLA) Verwendung.