Post-Consumer-Rezyklate für technische Kunststoffe

Forschungsprojekt Post-Consumer-Rezyklate für technische Kunststoffe

06.02.2023 Quelle: Pressemitteilung Fraunhofer LBF

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Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

In einem Verbundprojekt will das Fraunhofer LBF die Grundlagen für einen höheren Anteil von Post-Consumer-Rezyklaten (PCR) in technischen Kunststoffen legen, so dass sie für hochwertige industrielle Anwendungen eingesetzt werden können. Dafür ist die Kenntnis der Werkstoff- und Langzeiteigenschaften nötig.

(Bild: kyrychukvitaliy - stock.adobe.com)

Post-Consumer-Rezyklate (PCR) werden aus Kunststoffabfällen von Haushalten, Industrie oder Gewerbe aufbereitet. Im Gegensatz zu Post-Industrial-Rezyklaten (PIR), die aus Produktionsabfällen stammen und daher definiert zusammengesetzt sind, ist die Vielfalt möglicher Zusammensetzungen bei PCR sehr hoch und unterliegt regionalen und saisonalen Schwankungen. Diese wirken sich in den resultierenden Produkteigenschaften aus. So verschlechtern sich in der Regel die Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften mit steigendem Anteil an PCR im Compound bzw. im daraus hergestellten Produkt. Auch die Alterungsbeständigkeit und damit die Lebensdauer eines Compounds wird wesentlich durch seine Zusammensetzung bestimmt. Der Compoundeur hat verschiedene Möglichkeiten, die Qualität und die Eigenschaften durch verschiedene Maßnahmen zu optimieren. Etwa durch eine gezielte (Re-) Additivierung oder durch den anteiligen Einsatz von Neuware.

Forschungsprojekt will Abhängigkeiten untersuchen

Im Rahmen des Verbundprojektes „Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in Rezyklaten“ erarbeitet das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF nun gemeinsam mit den Projektpartnern umfangreiche Kenntnisse zu Abhängigkeiten zwischen der Konfektionierungsform (z. B. Granulat, Mahlgut), der chemischen Zusammensetzung der Eingangsmaterialien, den Einflussgrößen während der Compoundierung (z. B. Anteil und Zustand Rezyklat, Re-Additivierung) und den resultierenden Anwendungseigenschaften, vor allem mit Blick auf das mechanische Verhalten sowie die Alterungsbeständigkeit.

Wie das Fraunhofer LBF mitteilt, erfolgt dies am Beispiel ausgewählter Kondensationspolymere, die in technischen Anwendungen zum Einsatz kommen, wie z.B. Polyamide (PA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polycarbonat (PC). Unter Berücksichtigung typischer Anforderungsprofile sollen am Fraunhofer LBF beispielhafte und repräsentative Formulierungen unter Nutzung von ausgewählten Rezyklaten und definierten Additiven hergestellt werden. Die eingesetzten Rezyklate werden zuvor eingehend im Hinblick auf die, für Verarbeitung und Anwendungseigenschaften relevanten, molekularen Parameter charakterisiert, heißt es.

Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in technischen Thermoplasten bestimmen

Die chemische Zusammensetzung (hinsichtlich Polymeranteil und Fremdstoffen), Additive und Molekulargewichtsverteilung stehen dabei laut Fraunhofer LBF im Fokus. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend, sollen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen abgeleitet werden. So sollen Abhängigkeiten der mechanischen und rheologischen Eigenschaften sowie der Langzeiteigenschaften beim Einsatz von PCR in den ausgewählten technischen Thermoplasten besser verstanden werden. Darüber hinaus dienen diese Erkenntnisse für eine Abschätzung oder Vorhersage ähnlicher Zusammensetzungen.

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