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15.05.2018 | Polymerwerkstoffe | Nachricht | Onlineartikel

Biokunststoffe aus Polymilchsäure

Autor:
Nadine Klein

Technische Bauteile für die Elektroindustrie und Transportmittel müssen flammgeschützt, wärmeformbeständig und schlagzäh sein. Meist werden die Materialien auf Erdölbasis hergestellt. Ein Projektkonsortium aus Industrie und Forschung entwickelt nun eine umweltgerechte Alternative aus Polymilchsäure.

Um die Produktion von Kunststoffen nachhaltig und in den geforderten Mengen sicherzustellen, bedarf es Alternativen zum Ausgangsprodukt Erdöl. Immer häufiger kommt der Biokunststoff aus Polymilchsäure (PLA) zum Einsatz. PLA stammt aus nachwachsenden Rohstoffen, ist biologisch abbaubar und mittlerweile in hohen Mengen und unterschiedlichen Qualitäten verfügbar. Hinzu kommt ein konkurrenzfähiger Materialpreis im Vergleich zu konventionellen Kunststoffen. 

"Um vermarktungsfähige Biokunststoffe aus PLA für technische Produkte herzustellen, müssen wir die Werkstoffeigenschaften anpassen und verbessern", erklärt Hendrik Roch, Abteilung Biobasierte Kunststoffe bei Fraunhofer UMSICHT. Dazu zählen eine hohe Wärmeformbeständigkeit, eine hohe Schlagzähigkeit sowie eine effiziente und halogenfreie Flammschutzausrüstung. "Allerdings geht der Flammschutz meistens zu Lasten der mechanischen Eigenschaften, das heißt Schlagzähigkeit und Bruchdehnung verschlechtern sich", fügt Roch hinzu. Im Fall von PLA werde die ohnehin bestehende hohe Sprödigkeit durch die Flammschutzmittelzugabe zum Teil noch weiter verstärkt. Ein weiteres Problem stelle die langsame Kristallisation von PLA dar. Sie verhindere eine hinreichende Wärmeformbeständigkeit, sodass ein wirtschaftlicher Einsatz in technischen Spritzgussprodukten bisher nicht möglich war.

Im Verbundprojekt TechPLAstic soll ein flammgeschütztes PLA-Compound für Spritzgussanwendungen entwickelt werden, das als Alternative zu konventionellen Kunststoffen eingesetzt werden kann. Zusammen mit den Projektpartnern untersuchen die Fraunhofer-Forscher die relevanten materialtechnischen Schwachstellen von PLA und optimieren sie. Angestrebt werden eine Brandschutzklassifizierung UL94-V0 und eine Formbeständigkeit über 100 °C. Parallel dazu steht die Verfahrenstechnik des Spritzgießens auf dem Prüfstand. Von Beginn an arbeiten Industrieunternehmen und Forschungsinstitute eng zusammen. Das gewährleistet eine möglichst praxisnahe Entwicklung und einen schnellen Transfer der Ergebnisse in die Industrie. Der Anwendungsfokus des PLA-Compounds liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik. Das Projekt wird gefördert durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).

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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

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Biopolymere Biopolymer
Quelle:
Einführung in die Chemie nachwachsender Rohstoffe

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