Die gro\u00dfe Bandbreite der Einsatzm\u00f6glichkeiten macht klassische Faserverbund-Werkstoffe in der Produktion beliebt \u2013 trotz relativ hohem Herstellungs- und Entsorgungsaufwand. Diese Nachteile vermeidet der neue selbstverst\u00e4rkte Verbundwerkstoff aus Polyactid (PLA), der im Rahmen des Projektes \u00bbBio4self\u00ab unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Chemische Technologie ICT entwickelt wurde. Er ist biobasiert, leicht zu recyceln und g\u00fcnstiger in der Produktion \u2013 ideal f\u00fcr den Einsatz in Sport-, Automobil- und medizinischen Anwendungen.<\/b><\/p>\n
PLA ist ein thermoplastischer Biopolyester und basiert auf Milchs\u00e4uren, erneuerbaren Ressourcen aus landwirtschaftlichen Abf\u00e4llen, oder eigens daf\u00fcr angebauten Rohstoffen wie Zuckerrohr. \u00bbIm Projekt haben wir nun die Vorteile von PLA auf die n\u00e4chste Anwendungsebene gebracht, indem wir zwei Arten von PLA zu sogenannten selbstverst\u00e4rkten PLA-Verbundwerkstoffen zusammenf\u00fcgen konnten\u00ab, erl\u00e4utert Kevin Moser, Projektleiter beim Fraunhofer ICT.<\/p>\n
Die Vorteile von PLA und die von Verbundwerkstoffen kombinieren sich nun: Die neu entwickelten PLA-Verbundwerkstoffe verf\u00fcgen \u00fcber eine hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig guter Hydrolyse-Best\u00e4ndigkeit. Sie sind wie das reine PLA vollst\u00e4ndig biobasiert, leicht recycelbar, umformbar und sogar industriell biologisch abbaubar. Die Herstellungskosten konnten weit gesenkt werden, der Energiebedarf der PLA-Produktion liegt bei rund der H\u00e4lfte im Vergleich zur Herstellung von erd\u00f6lbasierten Kunststoffen wie Polypropylen oder Polycarbonat.<\/p>\n
Nicht nur durch die Energieeinsparung sind die Fortschritte beim immer wichtigeren Aspekt der Nachhaltigkeit enorm. Das CO2-\u00c4quivalent pro Kilogramm eingesetztem Material ist bei PLA nur halb so hoch wie bei Produkten auf fossiler Basis wie Polypropylen und Polyester. Zudem sind PLA-Verbundwerkstoffe sehr gut zu recyceln, da sie nur aus einer Materialart bestehen und die Fasern nicht von der Matrix getrennt werden m\u00fcssen \u2013 was ein Recycling herk\u00f6mmlicher Faserverbundwerkstoffe erheblich erschwert.<\/p>\n
\u00bbDiese im industriellen Ma\u00dfstab herstellbaren Verbundmaterialien stellen damit einen Meilenstein in der Entwicklung funktionalisierter, mechanisch hochfester, biobasierter Werkstoffsysteme dar\u00ab, erkl\u00e4rt Moser. \u00bbUnd liefern einen signifikanten Beitrag zur Kreislaufwirtschaft. Denn alternativ kann der Verbundwerkstoff aufgeschmolzen und\u00a0mit bestehenden Fertigungsanlagen wieder zu einem neuen Produkt f\u00fcr technisch anspruchsvollen Anwendungen verarbeitet werden.\u00ab<\/p>\n
Bei der Produktion werden zwei verschiedene PLA-Typen mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen so zu einem selbstverst\u00e4rkten PLA-Verbundwerkstoff kombiniert. Das h\u00f6her schmelzende PLA wird als verst\u00e4rkende Faser in die niedriger schmelzende Matrix eingebettet. Die daraus resultierende Materialsteifigkeit kann mit kommerziell verf\u00fcgbaren selbstverst\u00e4rkten Polypropylen-Verbundmaterialien konkurrieren. Die Herstellung erster Prototypen ist bereits f\u00fcr dieses Jahr vorgesehen.<\/p>\n
Im Rahmen des durch die Europ\u00e4ische Forschungsf\u00f6rderung H2020 gef\u00f6rderten Projekts \u00bbBio4self\u00ab (F\u00f6rderkennzeichen 745762) beteiligten sich u.a. neben dem Fraunhofer ICT noch die Technische Universit\u00e4t von D\u00e4nemark, das belgische Textilforschungsinstitut CENTEXBEL sowie das Unternehmen Comfil aus D\u00e4nemark. Das ressourcenschonende Konzept mit gro\u00dfem Einsatzpotenzial hat auch die Jury auf der JEC 2019, Europas gr\u00f6\u00dfter Fachmesse f\u00fcr Verbundwerkstoffe, \u00fcberzeugt und den ersten Preis in der Kategorie \u00bbNachhaltigkeit\u00ab erhalten.<\/p>\n
Zu sehen ist der Werkstoff auch auf der weltweit f\u00fchrenden Branchenmesse \u00bbK\u00ab in D\u00fcsseldorf \u2013 vom 16. bis 23. Oktober am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand SC01 in Halle 7.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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