Fraunhofer LBF plant 2025 ein Projekt zur Optimierung von Bio-Polyestern für Langzeitanwendungen und sucht Partner zur Mitwirkung. Das Projekt soll Biokunststoffe durch Additive verbessern, um sie für technische Langzeitanwendungen fit zu machen. Partner werden noch bis April 2025 gesucht.
Biobasierte Kunststoffe eignen sich derzeit meist nur für kurzlebige Anwendungen wie Verpackungen. Das Fraunhofer LBF plant ein Projekt, um durch Additivierung die Langzeiteigenschaften dieser Materialien zu verbessern und ihren Einsatz in technischen Anwendungen zu ermöglichen. Dafür werden Partner entlang der Wertschöpfungskette gesucht, die petrobasierte Kunststoffe durch nachhaltige Alternativen ersetzen möchten.
Optimierung mittels Additiven für nachhaltige Alternativen
In dem geplanten Projekt werden biobasierte Materialien durch gezielte Additivierung optimiert, um mit petrochemischen Kunststoffen vergleichbar zu sein. In zahlreichen Projekten haben Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in den letzten Jahren auf dem Gebiet Kunststoff-Additive geforscht und können die Langzeiteigenschaften von Kunststoffen sowohl aus fossilen als auch aus nachwachsenden Rohstoffen verbessern. Ziel des Projektes ist die nachhaltige Substitution petrobasierter technischer Kunststoffe auf Basis bisher gewonnener Erkenntnisse zur Materialoptimierung sowie die Realisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Schwerpunkte & Ablauf des Projekts
Grundlegende Literaturrecherche und Auswertung
Zu den ausgewählten Biokunststoffen wird eine Literaturrecherche durchgeführt und die dabei gesammelten Erkenntnisse und Daten zusammengefasst und ausgewertet. Der Fokus liegt auf der Zusammenführung bekannter Daten zur Langzeitstabilisierung und den eingesetzten Stabilisatoren. Diese Daten werden mit denen petrobasierter Kunststoffe verglichen, um einen Benchmark zu setzen.
Erstellung eines Lastenhefts
Die zusammengestellten Daten der Literaturrecherche werden allen Projektpartner präsentiert und gemeinsam diskutiert. Es erfolgt eine gemeinschaftliche Festlegung der zu erreichenden Materialeigenschaften unter Berücksichtigung der Abhängigkeit zu späteren Anwendungen. Dies wird in Form eines Lastenheftes dokumentiert. Nachfolgenden werden Bedingungen zur beschleunigten Alterung sowie Charakterisierungsmethoden zur Langzeitstabilität definiert.
Identifikation, Beschaffung und Charakterisierung kommerziell verfügbarer Biokunststoffe
Zusätzlich zu einer Literaturrecherche werden marktverfügbare Biokunststoffe sowie Biokunststoffcompounds identifiziert und für weitere Untersuchungen bzw. als Grundlage zur Formulierungsentwicklung beschafft. Anhand der verfügbaren Informationen werden die Materialeigenschaften verglichen, um eine Abschätzung über mögliche Anwendungen zu treffen. Um Lücken in den verfügbaren Materialdaten hinsichtlich Langzeiteigenschaften zu schließen, werden erste Materialtests zur Charakterisierung durchgeführt.
Identifikation kommerziell verfügbarer Additive für Polyester allg. und im speziellen für Biokunststoffe
Neben den verfügbaren Kunststoffen werden marktverfügbare Additive identifiziert. Der Fokus liegt dabei zum einen auf Stabilisatoren, welche im speziellen für Biokunststoffe entwickelt oder vermarktet wurden, aber auch auf Additiven, die in petrobasierten Kunststoffen/Polyestern zur Stabilisierung bzw. Eigenschaftsmodifikation eingesetzt werden.
Modifikation und Charakterisierung der Biokunststoffe mit kommerziell verfügbaren Additiven
Auf Basis der gesammelten Daten bei der Materialcharakterisierung sowie der marktverfügbaren Additiven werden verschiedene Formulierungen in Abhängigkeit der späteren Zielanwendung entwickelt. Anschließend erfolgt eine Compoundierung der Kunststoffe und Additive im Technikumsmaßstab.
Bewertung möglicher Anwendungen der entwickelten Compounds
Die hergestellten Compounds werden analog zu den marktverfügbaren charakterisiert und hinsichtlich ihrer Langzeiteigenschaften untersucht. Anhand der ermittelten Materialeigenschaften erfolgt eine kritische Betrachtung durch die Verbundpartner in Bezug auf die zuvor im Lastenheft gestellten Anforderungen.
Die Untersuchungen werden ggf. parallel an heute genutzten petrobasierten Werkstoffen durchgeführt, um so einen direkten Abgleich biobasiert zu petrobasiert zu ermöglichen.
Wettbewerbsvorteile durch biobasierte Kunststofflösungen sichern
OEM und Hersteller von Kunststoffbauteilen aus dem Bereich Bau, Automotive, Sport und Freizeit, Elektro- und Elektronik Bauteile, Haushaltsgeräte, die petrobasierte Kunststoffe durch biobasierte Lösungen substituieren möchten, erhalten mit der Teilnahme an dem neuen Projekt »Biobasierte Polyester für anspruchsvolle Langzeitanwendungen« ausreichend Wissen, um ihre eigene Forschung und Entwicklung individuell und zielgenau zu optimieren. Sie profitieren direkt von neuesten Erkenntnissen und sichern sich dadurch Wettbewerbsvorteile.
Rohstoff- und Additivhersteller können ihr bestehendes Produktportfolio um neue Anwendungsmöglichkeiten erweitern und Compoundeure wappnen sich für zukünftige Herausforderungen beim Einsatz von Biokunststoffen.