Der Konstrukteur 01-02/2024

WERKSTOFF- UND VERBINDUNGSTECHNIK
NEUES
FORSCHUNGSPROJEKT
Am Kunststoff-Zentrum SKZ ist gemeinsam
mit Süd-West-Chemie und Baumgarten
Automotive Technics ein Kooperationsprojekt
gestartet, dass die Entwicklung biobasierter
Harze zum Inhalt hat. Diese Duroplaste
sollen künftig in technisch anspruchsvollen
Produkten Anwendung finden. Dabei ist auch
die Prüfung der Wirtschaftlichkeit Teil
der Untersuchungen.
Die globale Erderwärmung und der damit einhergehende
Klimawandel fordern zum Umdenken und einem gewissenhafteren
Handeln mit den zur Verfügung stehenden
fossilen Ressourcen auf. Bei der Bewältigung dieser
Herausforderungen nimmt die Kunststoffbranche mit der Entwicklung
von Kunststoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe
eine wichtige Rolle ein. Das Hauptaugenmerk bei der Entwicklung
von Biokunststoffen lag bisher verstärkt auf thermoplastischen
Materialien – ein Umstand, der sich nun ändern soll.
FÖRDERUNG DURCH DAS BMEL
Die Unternehmen Süd-West-Chemie und Baumgarten Automotive
Technics entwickeln gemeinsam mit dem Kunststoff-Zentrum
SKZ rieselfähige Duroplast-Formmassen auf Basis nachwachsender
Rohstoffe, die im Spritzgießverfahren verarbeitet
werden können. Das über drei Jahre laufende Kooperationsprojekt
wird im Rahmen des Förderprogramms „Nachwachsende
Rohstoffe“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft
(BMEL) gefördert.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
DUROPLASTISCHE FORMMASSEN
Rotorblätter, Pulverlack aber auch Bodenbeläge haben
eines gemeinsam – sie werden mithilfe von Duroplasten
hergestellt. Duroplaste werden häufig als Klebstoff,
Matrix von Faserverbundwerkstoffen, Vergussmasse
und Beschichtung in vielen Industriebereichen, wie
in der Automobilindustrie, Medizintechnik sowie Luftund
Raumfahrt, eingesetzt. Diese äußerst vielfältige
Materialklasse zeichnet sich durch eine hervorragende
Verarbeitbarkeit, hohe Temperatur- und chemische
Beständigkeit, geringe Kriechneigung und sehr gute
mechanische Eigenschaften aus. Das weite Einsatzspektrum
von Duroplasten wird durch die große
Vielfalt und Modifikationsmöglichkeiten der Harze
erreicht. Am SKZ werden Harzsysteme formuliert und
maßgeschneidert modifiziert, um die vielfältigen
Anwendungsanforderungen erfüllen zu können.
Erfahrung des SKZ im Bereich Duroplaste:
n Polyester-, Acrylat-, Epoxid-, Polyurethan-,
Phenol- und Silikonharze
n 1K thermisch latente Systeme
n 2K-Systeme
n UV-härtende Systeme
n Einarbeitung von Füllstoffen und Additiven
(Harzmodifizierung)
n Nano-Composite
ZWEI OPTIMIERUNGSSTRATEGIEN
Im Projekt werden bei der Entwicklung der biobasierten Formmassen
zwei Optimierungsstrategien verfolgt. Erstens die Entwicklung
von Formmassen, die einen Bioanteil von mindestens
95 Prozent haben, und zweitens die Entwicklung von Formmassen
mit möglichst hohem biobasiertem Anteil (> 70 Prozent)
und optimiertem Eigenschaftsprofil. Die neu entwickelten biobasierten
Formmassen sollen in technisch anspruchsvollen Anwendungen
eingesetzt werden und stehen somit in Konkurrenz
zu petrochemisch-basierten Duroplast-Formmassen sowie
technischen Thermoplasten. Die mechanischen Eigenschaften
und die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit der entwickelten
biobasierten Formmassen werden abschließend bewertet.
AUSBAU DER BIOÖKONOMIE
IN DEUTSCHLAND
Das SKZ ist für die Synthese und Optimierung der biobasierten
Harzsysteme sowie die Rezepturentwicklung und Compoundierung
der Formmassen zuständig. Süd-West-Chemie entwickelt
einen Scale-up-Prozess, während Baumgarten Automotive
Technics einen Spritzgießprozess für die biobasierten Duroplast-Formmasse
entwickelt und Demonstratorbauteile herstellt.
Die Ergebnisse des Projektes bieten die Möglichkeit,
petrochemisch basierte Duromere durch biobasierte Duroplaste
zu ersetzen und tragen zum Ausbau der Bioökonomie beziehungsweise
biobasierten Wirtschaft in Deutschland bei.
Bilder: SKZ
www.skz.de
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