{"id":16320,"date":"2019-10-02T10:38:46","date_gmt":"2019-10-02T08:38:46","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=16320"},"modified":"2019-09-30T13:45:30","modified_gmt":"2019-09-30T11:45:30","slug":"fraunhofer-lbf-und-bam-entwickeln-schnelleres-verfahren-fuer-flammgeschuetzte-kunststoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=16320","title":{"rendered":"Fraunhofer LBF und BAM entwickeln schnelleres Verfahren f\u00fcr flammgesch\u00fctzte Kunststoffe"},"content":{"rendered":"<p><strong>Viele moderne Kunststoffmaterialien kommen heute nicht ohne einen additiven Flammschutz aus. Bei der Neuentwicklung solcher Kunststoffzusammensetzungen gilt es, eine optimale Kombination aus Flammschutz, Verarbeitungsf\u00e4higkeit und mechanischen Kennwerten zu erreichen. Wie sich dieses Ziel schneller umsetzen l\u00e4sst, das haben jetzt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF und der Bundesanstalt f\u00fcr Materialforschung und -pr\u00fcfung (BAM) gezeigt. Dabei schlagen die Forscher sowohl beschleunigte Verfahren in der Verarbeitung als auch bei der Charakterisierung des Brandverhaltens vor. Die umfangreichen Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojekts \u201eSchnelle Entwicklung von flammgesch\u00fctzten Formulierungen f\u00fcr thermoplastische Polyurethane\u201c haben wertvolle Daten generiert, die insbesondere mittelst\u00e4ndische Unternehmen in Zukunft f\u00fcr die Optimierung ihrer bereits vorhandenen oder f\u00fcr die Entwicklung neuer flammgesch\u00fctzter Formulierungen nutzen k\u00f6nnen. Die Ergebnisse des Projekts tragen so zu sicheren Produkten am Markt bei. Das Fraunhofer LBF zeigt mehr zum Thema Flammschutz im Rahmen der Messe \u201eK\u201c vom 16. bis 23. Oktober 2019 bei Plastics Europe in Halle 7 SC 09.<\/strong><\/p>\n<p>Die zunehmende Elektrifizierung der Mobilit\u00e4t sowie die Digitalisierung von Alltagsgegenst\u00e4nden werden zu einem gr\u00f6\u00dferen Bedarf an spezialisierten Materialien f\u00fchren. Thermoplastische Polyurethane (TPU) als Hochleistungswerkstoffe geh\u00f6ren zu diesen Materialien der Zukunft. Der Markt f\u00fcr sie hat bereits jetzt einen Wert von 1,5 Milliarden Euro, und bis zum Jahr 2025 erwarten Experten ein j\u00e4hrliches Wachstum von 5,3 Prozent. Neben den hervorragenden Eigenschaften, wie D\u00e4mpfungsverm\u00f6gen, K\u00e4lteflexibilit\u00e4t, chemische Best\u00e4ndigkeit, Verschlei\u00df- und Abriebfestigkeit, zeigen diese Polymertypen aber auch eine thermische Instabilit\u00e4t und eine leichte Entflammbarkeit, was die Entwicklung von entsprechenden flammgesch\u00fctzten Materialien besonders anspruchsvoll macht. Zugleich ist bei der Verarbeitung von TPU zu beobachten, dass es zu einer hohen Scherempfindlichkeit, und daraus resultierend, zu einem Aufbau von Scherspannung kommt, die eine gleichm\u00e4\u00dfige Dispersion des Flammschutzmittels erschwert. Die Entwicklung von flammgesch\u00fctzten TPU-Formulierungen ist daher anspruchsvoll und kostenintensiv.<\/p>\n<p>Um die Industrie bei diesen Herausforderungen zu unterst\u00fctzen, haben Wissenschaftler der beiden Institute im Rahmen des Vorhabens \u201eSchnelle Entwicklung von flammgesch\u00fctzten Formulierungen f\u00fcr thermoplastische Polyurethane\u201c kooperiert. Es z\u00e4hlt zum Programm \u201eIndustrielle Gemeinschaftsf\u00f6rderung und -entwicklung\u201c (IGF) des Bundesministeriums f\u00fcr Wirtschaft und Energie.<\/p>\n<p>Mit dem so genannten \u201eCombinatorial Compounding\u201c\/\u201eHigh Throughput Screening\u201c (CC\/HTS)-System strebten die Forscher eine aussagef\u00e4hige Charakterisierung der hergestellten flammgesch\u00fctzten TPU-Formulierungen an. Die Compound-Entwicklung wurde dadurch deutlich beschleunigt und zugleich ressourcenschonender. Es wurden dazu flammgesch\u00fctzte Compounds mit verschiedenen Formulierungen f\u00fcr drei TPU-Basismaterialien mit unterschiedlicher Shore-H\u00e4rte hergestellt. Als Ziel wurde ein Lastenheft festgelegt, in welchem die zu erhaltenden Materialeigenschaften definiert wurden. Der Schwerpunkt lag dabei auf den mechanischen Kennwerten, welche durch die Zugabe an Flammschutzmitteln so gew\u00e4hlt wurden, dass der Einfluss auf die mechanischen Kennwerte so wenig wie m\u00f6glich ver\u00e4ndert werden sollte. Als schnelles Analytikverfahren f\u00fcr das Brandverhalten wurde das Rapid-Mass-Kalorimeter getestet und alle Ergebnisse mit den entsprechenden Messungen im Cone-Kalorimeter detailliert verglichen. Begleitende Untersuchung war die Pyrolyse mit thermoanalytischen Methoden, wie der Thermogravimetrie gekoppelt mit der Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer Pyrolysegasanalyse und der Pyrolyse-Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung.<\/p>\n<p>Es konnte so gezeigt werden, dass das Rapid-Mass-Kalorimeter geeignet ist, den erreichten Flammschutz jeglicher flammgesch\u00fctzter TPU zu bewerten. Die verschiedenen TPU-Typen zeigten nur wenige, aber daf\u00fcr signifikante, Unterschiede, z.B. im Massenverlust der einzelnen Abbaustufen der Pyrolyse und in der Mechanik. Einige Formulierungen mit stickstoffbasierten Flammschutzmitteln zeigten Mechaniken im Bereich des Reinmaterials. Manche erwiesen sich aber hinsichtlich Brandverhalten und Flammschutz als \u00fcberraschend \u00e4hnlich. Vergleiche innerhalb von Materialsets, die auf den gleichen Flammschutzkonzepten, sprich Wirkprinzipien basieren, ergaben exzellente Korrelationen.<\/p>\n<p>Die gewonnenen Erkenntnisse k\u00f6nnen nun von Unternehmen direkt bei der Entwicklung von flammgesch\u00fctzten Formulierungen f\u00fcr TPU genutzt werden. Der Einsatz von halogenfreien Flammschutzmitteln im Rahmen des Forschungsvorhabens zeigte zudem Synergien bei verschiedenen Flammschutzmitteln auf, womit die Entwicklung in den Unternehmen in diesem Wachstumsmarkt vereinfacht wird. Die beiden Forschungsinstitute stehen auch \u00fcber das konkrete Projekt hinaus der Industrie mit ihrer breiten Expertise als Partner im Bereich flammgesch\u00fctzte Kunststoffe zur Verf\u00fcgung.Das<strong> Fraunhofer LBF<\/strong> in Darmstadt steht seit \u00fcber 80 Jahren f\u00fcr <strong>Sicherheit und Zuverl\u00e4ssigkeit von Leichtbaustrukturen<\/strong>. Mit seinen Kompetenzen auf den Gebieten Betriebsfestigkeit, Systemzuverl\u00e4ssigkeit, Schwingungstechnik und Polymertechnik bietet das Institut heute L\u00f6sungen f\u00fcr drei der wichtigsten Querschnittsthemen der Zukunft: Systemleichtbau, Funktionsintegration und cyberphysische maschinenbauliche Systeme. Im Fokus stehen dabei L\u00f6sungen f\u00fcr gesellschaftliche Herausforderungen wie Ressourceneffizienz und Emissionsreduktion sowie Future Mobility, wie die Elektromobilit\u00e4t und das autonome, vernetzte Fahren. Umfassende Kompetenzen von der Datenerfassung realen betrieblichen Feldeinsatz \u00fcber die Datenanalyse und die Dateninterpretation bis hin zur Ableitung von konkreten Ma\u00dfnahmen zur Auslegung und Verbesserung von Material-, Bauteil- und Systemeigenschaften bilden daf\u00fcr die Grundlage. Die Auftraggeber kommen u.a. aus dem Automobil- und Nutzfahrzeugbau, der Schienenverkehrstechnik, dem Schiffbau, der Luftfahrt, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Energietechnik, der Elektrotechnik, der Medizintechnik sowie der chemischen Industrie. Sie profitieren von ausgewiesener Expertise der \u00fcber 400 Mitarbeiter und modernster Technologie auf mehr als 11 560 Quadratmetern Labor- und Versuchsfl\u00e4che.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Viele moderne Kunststoffmaterialien kommen heute nicht ohne einen additiven Flammschutz aus. 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