Neuer thermoplastischer Hochleistungskunststoff

Forscher haben zusammen mit Industriepartnern einen besonders leistungsfähigen neuen Kunststoff entwickelt, der in vielen Industrien zur Anwendung kommen kann. Nun geht es darum, die kontinuierliche Herstellung im großen Maßstab zu ermöglichen.

In einem vom Bundesforschungsministerium geförderten und vom Leverkusener Polymer-Unternehmen Covestro koordinierten Verbundforschungsprojekt haben die beteiligten Partner aus Industrie und Wissenschaft einen durch Spritzguss verarbeitbaren thermoplastischen Hochleistungskunststoff entwickelt, der "in einzigartiger Weise zahlreiche gute Eigenschaften vereint", berichtet André Bardow, Leiter des Lehrstuhls für Technische Thermodynamik (LTT) der RWTH Aachen. Der neue Werkstoff HPT sei stabil bei hoher Härte, außerdem beständig gegen Hitze und viele Lösungsmittel. Test-Mengen des neuartigen Materials würden bereits hergestellt. Zu den Forschungspartnern zählen weiterhin die TU Berlin, das Kunststoff-Zentrum Leipzig und das Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus.

Mit dem neuen Hochleistungskunststoff HPT ließen sich die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit von Produkten in Bereichen wie Luftfahrt, Automobil und Medizintechnik deutlich erhöhen, sind die Entwickler überzeugt. Jetzt gehe es um dessen Herstellung im großen Maßstab. Im aktuellen BMBF-Forschungsprojekt "DreamCompoundConti" soll dafür ein kontinuierliches Verfahren entwickelt werden mit dem Ziel, eine umweltverträgliche und wirtschaftliche Produktion im Industriemaßstab zu ermöglichen.

Überall dort, wo technische Kunststoffe mit ihren Eigenschaftsprofilen den gestellten Anforderungen nicht mehr gerecht werden, kommen unter anderem die sogenannten Hochleistungskunststoffe zum Einsatz. Dabei ist es vor allem die Dauergebrauchstemperatur, die einen Kunststoff zum Hochleistungskunststoff werden lässt." Martin Bonnet, Kunststofftechnik, Seite 73

Das BMBF fördert das Vorhaben über die nächsten drei Jahre mit bis zu 1,5 Millionen Euro – im Rahmenprogramm "Forschung für Nachhaltigkeit (FONA³) in der Maßnahme r+Impuls (Förderkennzeichen 033R199). "Mit dem neuen Verbundprojekt unterstreichen wir unser Bestreben, besonders leistungsfähige Kunststoffe auf klimaschonende und gleichzeitig wirtschaftlich effiziente Weise zu produzieren", sagt Markus Steilemann, Vorstandsvorsitzender von Covestro.

Schlanker Produktionsprozess

Eine Besonderheit der Herstellung von HPT besteht nach Angaben von Covestro darin, dass sie auf sehr gut zugänglichen Basischemikalien beruht, die aktuell beispielsweise für die Produktion von Schaumstoffen genutzt werden. Ein neuartiges Katalysatorensystem ermögliche nun erstmalig die Herstellung von HPT aus diesen Stoffen. Als weiteren Vorteil führen die Entwickler an, dass auf diese Weise im gesamten Prozess CO2-Emissionen und Energie eingespart werden können, weil im Vergleich zur Produktion herkömmlicher Hochleistungsthermoplasten aufwendige Prozessschritte entfallen. Um im Vergleich zu den am Markt bereits verfügbaren Produkten ergäben sich messbare Ressourceneinsparmöglichkeiten: Ein erstes Life Cycle Assessment (LCA) der RWTH Aachen University für den industriellen Herstellungsprozess habe gezeigt, dass HPT im Vergleich zu ähnlichen Thermoplasten um mehr als 20 Prozent geringere Treibhausgasemissionen für die Produktion aufweisen. Gleichzeitig komme das neue kontinuierliche Verfahren, das die Projektpartner erarbeiten und umsetzen wollen, mit weniger Lösungsmitteln aus. Es wird daher eine deutlich bessere Ökobilanz im Vergleich zu konventionellen Prozessen erwartet.