Auch bei Bauteilen aus technischen Kunststoffe sollen die CO2-Emissionen sinken. Ascend hat dafür auf der K 2022 PA mit hohem Recyclinganteil vorgestellt.

Auch im PA-Bereich steigt das Interesse an Rezyklaten. Ascend bietet deshalb künftig Typen mit bis zu 100 % Recyclinganteil an.

Geringerer CO2-Fußabdruck

Polyamide

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Technische Kunststoffe

Kunststoff-Rezyklat

Kreislaufwirtschaft

PA mit bis zu 100 % Rezyklatanteil

Die EU-Kommission hat einen Vorschlag für eine neue Altautoverordnung vorgelegt. Darüber sprach Kunststoffe mit TecPart-Geschäftsführer Michael Weigelt.

Michael Weigelt ist Geschäftsführer des Verbands TecPart.

Interview mit TecPart-Geschäftsführer Michael Weigelt

Streifinger, Florian

Recycling

Umweltmanagement

Technische Spritzgussteile

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

„Über die Quoten müssen wir reden“

Für die zunehmend verbreiteten 800-V-Antriebe von E-Autos sind spezielle Kunststoffe notwendig. Eine nachhaltige Möglichkeit stellt etwa biobasierte PPA dar.

Biobasiertes PPA für Wechselrichter von Elektrofahrzeugen

Elektromotoren

Antriebe

Elektronik

Elektromobilität

Mobilität

Schneller und nachhaltiger laden

Die Ascend-Tochter Circular Polymers hat PA, PET und PP mit Recyclinganteilen vorgestellt.

Die Rohstoffe für die Recyclingmaterialien bestehen aus alten Teppichen. Circular Polymers verarbeitet dafür Abfälle aus PA, PET sowie PP. 

PA, PET und PP

Polyethylenterephthalat

Polypropylen

Recyclingmaterialien aus alten Teppichen

Einfärbte Compounds aus Neuware und Recyclingkunststoffen sind am Fakumastand von Sattler KunststoffWerk zu sehen.

Trotz hohem Rezyklatanteil verfügen die Compounds über eine sehr hohe Farbgenauigkeit.

Compound

Messe Fakuma

kunststoffe.de

Hohe Farbgenauigkeit bei 100 Prozent Rezyklatanteil

Orangebox wollte CO2 bei seinen Stühlen einsparen. Zusammen mit Mocom konnte das bei einer Stuhlreihe mit einem Rezyklatanteil von über 50 % erreicht werden.

Die Stühle der Reihe enthalten 3,5 kg an Kunststoff. Über die Hälfte davon ist Recyclingmaterial.

Mit Recycling-PA CO2-Emissionen bei Bürostühlen einsparen

Bequem auf Rezyklaten sitzen

Bisher gilt das Laserschweißen von PPA als problematisch. Das soll sich durch die Zusammenarbeit von Envalior und LPKF Welding Equipment nun ändern.

Auch LDS-Typen lassen sich laserschweißen. Das eröffnet zusätzliche Möglichkeiten für die Funktionsintegration in PPA-Bauteile.

Laserschweißen von PPA

Laserschweißen

Verbindungstechnik Verfahren

Thermisches Fügeverfahren

Lasertechnik

Laser Marsch!

Gerade bei hochwertigen Polymeren lohnt sich die Wiederverwendung von Produktionsabfällen. Ein Forschungsprojekt konnte nun Zweifel daran ausräumen, dass Anteile an rezyklierten Kunststoffen von mehr als 25 % die Eigenschaften der Bauteile zu sehr schwächt.

Sicherungsträger müssen flammgeschützt werden. Reiher verwendet für seine Modelle ein mit rotem Phosphor flammgeschütztes, mit 25 % Glasfasern verstärktes PA 66

16:9

Mehr als ein Viertel Polyamid-Produktionsabfälle für das Spritzgießen verwenden

Flammschutzmittel

Additive

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Recycling flammgeschützter  Produktionsabfälle

Metallersatz durch Polyamide (PA) senkt das Gewicht und die Kosten von Bauteilen. Zudem haben Entwickler mehr Freiheiten im Design. Eine neue Reihe von PA 6 mit höherer Steifigkeit und Festigkeit bietet sich nicht nur für die Substitution von Metallen an, sondern kann auch PA 66 ersetzen.

Ein 3-Punkt-Biegeversuch zeigte, dass die maximal notwendige Brucharbeit bei den Ultramid-XP-Typen die von vergleichbaren PA-6- und PA-66-Typen übersteigt 

Spezielle Polyamide 6 erreichen die Eigenschaften von Polyamid 66

Automotive

Fahrzeugbau

Metallersatz durch verbesserte Polyamide

Trotz alternativer Mobilitätskonzepte, ist der Wunsch nach einem eigenen Fahrzeug nach wie vor groß. Da hochwertige und nachhaltige Materialien die Kaufentscheidung des Endkunden beeinflussen, kommen im Innenraum von Fahrzeugen neuentwickelte Polymere zum Einsatz.

Auch mit glasfaserverstärkten Kunststoffen lassen sich optisch ansprechende Oberflächen gestalten. Das zeigt beispielsweise das PP SoForm 

Der Wunsch nach ansprechenden Oberflächen und einer höheren Nachhaltigkeit treibt die Materialentwicklungen im Fahrzeuginterieur voran

Standardkunststoffe

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Erfolgsfaktor Optik

Erfahrungen aus der Metallbearbeitung lassen sich nicht unbedingt auf Kunststoffe übertragen. Das musste der Hersteller eines gefrästen Kunststoffbauteils schmerzlich erfahren. Mit den üblichen Spanverfahren konnten die notwendigen Toleranzen nicht eingehalten werden. Durch einen eigens entwickelten Prozess gelang die Herstellung aber schließlich.

Das Spanen von Kunststoff kann eine Herausforderung sein. Vor allem, wenn die Ansprüche an die Toleranzen sehr hoch sind, wie bei diesem Teil für einen Pilotenhelm

Schneller und genauer: HSC-Fräsen von technischen Kunststoffen

Fräsen

Spanende Verfahren

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Höhere Präzision beim Spanen

Der US-amerikanische Compoundeur Teknor Apex hat drei halogenfrei flammgeschützte, glasfaserverstärkte Polyamid-Compounds (PA) mit V-0-Klassifizierung vorgestellt.

Beispielanwendung Motorabdeckung in der Automobilindustrie

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Glasfaserverstärkt und halogenfrei flammgeschützt

Der Werkstoffhersteller Solvay bietet ab sofort eine Serie teilweise biobasierter Polyphthalamid-Compounds (PPA) an. Sie firmieren unter dem Namen Amodel Bios und wurden speziell für Elektro- und Elektronikanwendungen in der Elektromobilität entwickelt. Dem Unternehmen zufolge stammt der erneuerbare Rohstoffanteil aus Quellen, die nicht in Konkurrenz zum Anbau von Lebensmitteln stehen. Das Polymer soll außerdem zu 100 % mit erneuerbarer Energie hergestellt werden.

Teilbiobasiertes PPA für Elektrofahrzeuge

RadiciGroup schließt 2020 trotz der Pandemie mit gutem Ergebnis ab, auch dank Investitionen in Innovation und Nachhaltigkeit.

Maurizio, Angelo e Paolo Radici – Shareholder der RadiciGroup

Gewebe, technisch

RadiciGroup kommt gut durch die Pandemie

Die elektrische Architektur in Elektrofahrzeugen ist wesentlich anspruchsvoller als in konventionell angetriebenen Automobilen. Insbesondere bei der Isolierung von Hochvolt-Komponenten (HV) steigen die Anforderungen an die verwendeten Materialien. Mit speziell für Elektrofahrzeuge maßgeschneiderten Werkstoffen können Herausforderungen in der HV-Technologie im Automobil verwirklicht werden.

Die Isolierung von HV-Komponenten in Elektrofahrzeugen stellt hohe Ansprüche an die verwendeten Werkstoffe

Polyamid-Spezialitäten für die Elektromobilität

Hochspannung im Auto

Mit Recycling den CO2-Fußabdruck von PA reduzieren

Aus alten Teppichen entstehen neue Polymervarianten

Auch bei technischen Kunststoffen wächst die Nachfrage nach Materialien mit geringerem CO2-Fußabdruck. Wie sich dieser erreichen lässt, zeigt gut das Beispiel einer Polyamid-Produktreihe von Ascend Performance Materials. Das Unternehmen setzt dabei unter anderem auf eine Kombination von Post-Industrial- und Post-Consumer-Recycling und hat sich dafür extra an einem Recyclingunternehmen beteiligt.

Wie sich der CO2-Fußabdruck von PA reduzieren lässt, zeigte eine Produktreihe von Ascend. Das Unternehmen hat sich dafür extra an einem Recycler beteiligt.

Alle Akteure in der Wertschöpfungskette technischer Polymere – vom Hersteller und Compoundeur bis zum Verarbeiter und Verbraucher – unterliegen zunehmend strengeren Regulierungen hinsichtlich des Kohlenstofffußabdrucks. Die Unternehmen suchen deshalb nach Wegen, ihre Treibhausgasemissionen der Kategorien Scope 1, 2 und 3 zu minimieren. Scope 1 bezeichnet dabei direkte Emissionen aus eigenen Produktionsprozessen. Scope 2 umfasst indirekte Emissionen aus zugekaufter Energie. Unter Scope 3 fallen alle sonstigen indirekten Emissionen aus vor- und nachgelagerten Quellen, wie beispielsweise Materialbeschaffung, Verpackung und Vertrieb. Daneben möchten die Unternehmen auch ihren Verbrauch fossiler Ressourcen reduzieren.

OEMs und Markeninhaber haben sich ambitionierte Ziele in beiden Bereichen gesetzt. Sie erwarten deshalb auch eine höhere Nachhaltigkeit bei den von ihnen genutzten Kunststoffen. Das gestiegene Umweltbewusstsein der Verbraucher hat außerdem zu einer wachsenden Nachfrage nach recycelbaren und recycelten Produkten geführt.

Um diese Anforderungen für seine Polyamide (PA) zu erfüllen, hat der Kunststoffhersteller Ascend Performance Materials in verschiedene Maßnahmen investiert. Diese richten sich auf drei sich ergänzende Nachhaltigkeitsziele: den Einsatz erneuerbarer Rohstoffe, die erhöhte Kreisläufigkeit der Produkte und einen kleineren Kohlenstofffußabdruck (Carbon Footprint, CFP) der Materialien. Eine Schlüsselrolle kommt dabei dem in Kalifornien ansässige Unternehmen Circular Polymers zu, an dem Ascend die Mehrheit hält. Es wurde gegründet, um ausgediente Teppiche zu recyceln und diese wieder zu einem Rohstoff mit gleichmäßiger Qualität für die Polymerproduktion umzuwandeln.

Jahr für Jahr landen in den USA fast 2,5 Mio. t an Altteppichen auf Mülldeponien. Circular Polymers hat vor mehreren Jahren damit begonnen, einen Teil davon zu sammeln und zu recyceln. Das Unternehmen stellt dafür spezielle Sammelcontainer bereit und bietet einen Abholservice für vorsortierte Altteppiche, einschließlich Teppichfliesen, Grundgeweben und Unterlagen, aus Privathaushalten und gewerblichen Quellen an. Die gesammelte Teppichware wird manuell nach Polymertyp in die Hauptfraktionen Polyamid 6 (PA6), Polyamid 66 (PA66), Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET) getrennt. Anschließend werden die sortierten Abfälle mit einem proprietären Verfahren geschreddert und recycelt. Der effiziente Prozess liefert Fasern, Grundgewebe und Calciumcarbonat (CaCO3), welche dann als Rohstoffe vor allem in der Produktion neuer Kunststoffe weiterverwertet werden können.

Für Ascend werden die recycelten Standardfasern zu einem verdichteten und schmelzefiltrierten Granulat (Bild 1) verarbeitet. Dieses wird auf die spezifischen Leistungsanforderungen der unterschiedlichen Endmärkte angepasst. Darüber hinaus gewinnt Ascend ebenfalls PA aus der eigenen Fertigung zurück (Post-Industrial-Rezyklat, PIR). Die Rezyklate werden unter dem Namen ReDefyne als mehrere Typen für unterschiedliche Einsatzbereiche wie beispielsweise den Fahrzeugbau, die Elektrotechnik und Elektronik, Konsum- und Industriegüter, das Kabelmanagement und Textilien vertrieben.

Zertifizierte Kreislaufcompounds mit  hoher Liefersicherheit

Die vertikale Integration, die Verfügbarkeit der Wertstoffe und der kontrollierte Ablauf sämtlicher Recyclingschritte gewährleisten eine hohe und gleichmäßige Qualität und Liefersicherheit der ReDefyne PA6 und PA66. Die Materialien sind außerdem nach ISO 14021 als Kreislaufpolymere zertifiziert. Die Zertifizierung erfolgt durch den unabhängigen Dienstleister SCS Global. Der Kohlenstofffußabdruck wird mithilfe eines Life-Cycle-Analysetools des Unternehmens Sphera ermittelt. Zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der Materialien trägt auch die überwiegend lokale Beschaffung der Rohstoffe bei. Für seine ReDefyne-Materialien wurde Ascend vor Kurzem mit dem Ecovadis-Rating in Silber ausgezeichnet.

Die Polymere eignen sich für typische PA-Einsatzgebiete wie Motorraumkomponenten, Leistungsschutzschalter, Niederspannungssteckverbinder und Relais sowie Wärmesperren. Mehrere Hersteller solcher Produkte erproben die Materialien gegenwärtig. Sie sind bereits kommerziell verfügbar.

Um die Qualität, Verarbeitbarkeit und Leistungsfähigkeit der PA zu testen, hat Ascend verschiedene Untersuchungen durchgeführt. Dabei zeigten beispielsweise Compounds mit 25 % Rezyklatanteil unter anderem eine stabile Zugfestigkeit nach Alterung, vergleichbar mit der von PA66-Neuware (Bild 2). Ähnlich positive Resultate wurden bei anderen mechanischen und thermischen Prüfungen erzielt. Bild 3 fasst das grundlegende Eigenschaftsprofil zertifizierter ReDefyne-PA-Compounds mit PCR- und PIR-Anteilen gegenüber PA66-Neuware zusammen. Aufgrund der proprietären Trennung und zielgerichteten Aufbereitung der PA können Kunden sich darauf verlassen, dass sie ein Material mit klar definierten und kontrollierten physikalischen und mechanischen Eigenschaften erhalten.

Die Polymere der Produktreihe haben einen Rezyklatanteil von 25 bis 100 %. Welcher Anteil sinnvoll ist, hängt dabei immer von den Anforderungen der Anwendung ab. Das Portfolio umfasst gegenwärtig sowohl unverstärkte als auch mit bis zu 50 % Glasfasern verstärkte PA6-, PA66- und PA66+PA6-Typen mit abgestufter Wärmestabilisierung und Schlagzähmodifikation. Fünf Compounds auf PIR-Basis sind bereits kommerziell verfügbar. Die Typen mit PCR-Anteil befinden sich zurzeit in der abschließenden Validierungsphase und sind in Mustermengen lieferbar. Auch an flammwidrigen Formulierungen arbeitet Ascend gegenwärtig (Tabelle).

Ausweitung des Recyclings auf die gesamte USA

Ascend plant, Post-Consumer- und Post-Industrial-Recyclingkapazitäten in den gesamten USA aufzubauen. Die hohe Leistungsfähigkeit, zertifizierte Kreislauffähigkeit und der geringe Kohlenstofffußabdruck der resultierenden Materialien kommen einer rasch wachsenden Nachfrage seitens der OEM und Verarbeitern nach kreislauffähigen, technischen Kunststoffen entgegen.

Ascend Performance Materials  

Ausgabenartikel KU08-23

Anstatt ausgediente Teppiche auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen zu entsorgen, bietet sich Recycling als bessere Alternative an.

Bild 1. Recycelte PA-Fasern werden zu einem verdichteten und schmelzefiltrierten Granulat aufbereitet, das an die Anforderungen von verschiedenen Branchen angepasst werden kann.

Bild 2. 30 % glasfaserverstärktes ReDefyne-PA66 mit 25 % Rezyklatanteil zeigt in Tests eine stabile Zugfestigkeit bei Alterung. Sie liegt nur geringfügig niedriger als die von Neuware. 

Bild 3. Leistungsvergleich wärmestabilisierter ReDefyne- und Vydyne-PA66-GF30-Compounds: Die Neuware übertrifft die Recyclingcompounds zwar in den meisten Punkten, sie kommen aber auf gute Werte.

Tabelle. Ascend bietet mittlerweile eine große Auswahl an unterschiedlichen PA-Compounds aus der ReDefyne-Serie an.

KU 8-23_Ascend - Hauptartikel

Aus Teppichabfällen entstehen wieder Polyamide

Olivier Piernot ist seit 2018 technischer Leiter des Geschäfts mit technischen Kunststoffen von Ascend Performance Materials. Er ist verantwortlich für den technischen Kundensupport sowie die Anwendungs- und Produktentwicklung in der Region Europa, Mittlerer Osten und Indien (EMEAI).

Prasad Taranekar kümmert sich als Commercial Director bei Ascend Performance Materials um das Geschäft mit ReDefyne-Compounds. Er verfügt über 15 Jahre Erfahrung in der Kunststoffindustrie.

<a href="http://www.ascendmaterials.com" target="_blank">www.ascendmaterials.com</a> und <a href="https://circularpolymers.com" target="_blank">https://circularpolymers.com</a>