Hochqualitative Fasern und Folien aus Kunststoffrezyklaten und Biopolymeren

Im Fraunhofer-Cluster of Excellence Circular Plastics Economy (CCPE) nehmen sich die Institute Fraunhofer IAP, IML, UMSICHT, IVV, ICT, IME, IOSB und LBF in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben zweier Fragestellungen an, die für eine Vielzahl industrieller Anwendungen aktuell und zukünftig von Belang sind: Lassen sich aus bisher nicht oder nicht sinnvoll  genutzten Kunststoffrezyklaten hochwertige  Fasern und Folien herstellen und können aus Biopolymeren hochqualitative Fasern entwickelt werden, deren Abbau in der Umwelt einstellbar ist und gleichzeitig schadstoff- und mikroplastikfrei vonstattengeht?

Kunststoffe haben sich aufgrund ihrer Wandelbarkeit und Vielseitigkeit zu Recht einen festen Platz als unverzichtbare Werkstoffe gesichert und durch hochindividuelle Eigenschaften erfüllen sie eine Vielzahl von Aufgaben. Zu viele Produkte aus Kunststoffen werden jedoch noch immer nach nur einer einzigen Nutzungsphase entsorgt. Selbst wenn sie eine Weiternutzung in Form eines zirkulären Prozesses erfahren, ist das Folgeprodukt nicht immer so hochwertig wie das Originalprodukt (Downcycling). Gleichzeitig haftet Biopolymeren allzu oft noch der Makel an, dass sie für anspruchsvolle technische Anwendungen nicht die notwendige Leistungsfähigkeit (Performance) besitzen.

Das laufende Vorhaben deckt die gesamte Prozesskette für Kunststoffrezyklate, wie Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET), von der Sortierung von Altkunststoffen aus bisher nicht hochwertig genutzten Stoffströmen über den Recyclingprozess, die anwendungsoptimierte Verbesserung der Rezyklatqualität dank angepasster Nachstabilisierung bis hin zur Formgebung ab.

Anwendung: Vliese und Folien für Dachunterdeckungen

Als Anwendungsszenario werden gezielt Vliese und Folien für die Herstellung von Werkstoffen für Dachunterdeckungen entwickelt.  Bezüglich des Einsatzes von Biopolymeren fokussiert sich das Vorhaben auf Polylactid (PLA) und Polybutylensuccinat (PBS). Nicht nur alle notwendigen Prozessschritte zur Herstellung hochqualitativer Fasern werden dabei verfolgt, sondern es werden parallel auch Untersuchungen zu kontrolliertem Abbau in Böden und aquatischen Umgebungen durchgeführt, um die ökotoxikologische Unbedenklichkeit der Neuentwicklung zu beweisen. Im Anwendungsszenario für Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wird der Fokus auf Geotextilien liegen. Die Entwicklungsarbeiten sowohl für die Kunststoffrezyklate, als auch für die Biopolymere, werden von vorneherein durch Life Cycle Analysen (LCA) unterstützt.

Alterung- und Bewitterung sowie Entwicklung von anwendungsorientierten Kunststoffadditiven

Das Fraunhofer LBF bringt im Projekt seine Kompetenzen und langjährigen Vorerfahrungen bei Alterungs- und Bewitterungsuntersuchungen sowie bei der Entwicklung von Kunststoffadditiven ein. An die späteren Anwendungen werden im Hinblick auf die Stabilität und bei den Biopolymeren am Ende der Nutzungsphase auch auf den kontrollierten Abbau der Materialien besondere Anforderungen gestellt – unsere Abteilung Additivierung stellt sicher, dass diese erfüllt werden.

Als Fraunhofer-Institut legen wir großen Wert auf die Anwendungsnähe unserer F&E und arbeiten eng mit Partnern aus der Wirtschaft zusammen. Wir freuen uns daher über Interesse an unserem Vorhaben und noch mehr über ein aktives Zusammenarbeiten mit Partnern aus Industrie und Wirtschaft. Sprechen Sie uns gerne an!