Akro-Plastic zeigt auf der K 2022 unter anderem ein PP-Compound aus Frittenfett.

Das Motorrad Husqvarna FE 350 ist eines der Highlights am Stand von Akro-Plastic. 

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe-international.com

Compound

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Kunststoffe, biobasiert

Biokunststoffe

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Polyamide

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Bio voll im Fokus

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.

Elektronik

Elektromobilität

Mobilität

Technische Kunststoffe

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Teilbiobasiertes PPA für Elektrofahrzeuge

Elektrofahrzeuge können auch kabellos geladen werden. Dabei findet der Energieaustausch zwischen einer im Boden positionierten Induktions- und einer im E-Auto montierten Empfängerspule statt. Um die Spulen vor Beschädigungen zu schützen, eignen sich glasfaserverstärkte und flammgeschützte Polyamide 66, wie das Beispiel eines serienreifen kabellosen Ladesystems zeigt.

Kabelloses Laden könnte die Reichweite von E-Autos und somit die Akzeptanz der Elektromobilität erhöhen.

Flammgeschütztes Polyamid für induktive Ladesysteme

Ohne Kabel dank passender  Compounds

Der PA-Markt ist im Umbruch. Neue Themen sind in den Fokus gerückt. Die PA-Sparten verschiedener Hersteller haben außerdem den Besitzer gewechselt.

PA ist weiterhin einer der wichtigsten technischen Kunststoffe im Automobilbau und findet dort vielfältigen Einsatz. Das gilt nicht nur für klassische Verbrenner, sondern wird auch volumenmäßig bei Elektroautos der Fall sein.

Polyamid (PA): Elektromobilität und Nachhaltigkeit treiben die Entwicklungen

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Doppelter Wandel bei Polyamid

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

Schneller und nachhaltiger laden

Der Wechsel zum Elektroantrieb unterwirft die Automobilindustrie einem tiefgreifenden Wandel. Für die Umsetzung sind passende Materialinnovationen nötig.

Die Elektromobilität verändert die Fahrzeugfront und ermöglicht neue Gestaltungsoptionen.

Passende Kunststoffe erhöhen die Designfreiheit und Nachhaltigkeit von E-Autos

Batterien

Energiespeicherung

Polycarbonat

Den Wandel erfolgreich gestalten

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 

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

Standardkunststoffe

Polyethylenterephthalat

Automotive

Fahrzeugbau

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Erfolgsfaktor Optik

Letztes Jahr hat der italienische Compoundeur Sirmax großflächig investiert. Mit Società Europea di Rigenerazione (SER) und Microtec wurden zwei Firmen übernommen und zusätzliche Produktionskapazitäten kamen hinzu. Ein Großteil dieser Investitionen floss in Recyclingtechnologien. Im Juni sollen nun weitere Recyclinganlagen in Italien in Betrieb gehen. Aus diesem Anlass sprach Kunststoffe mit dem Geschäftsführer von Sirmax, Massimo Pavin.

Wieso der Compoundeur Sirmax ins Recycling einsteigt

Streifinger, Florian

Recycling

Umweltmanagement

Compoundeure

Dienstleistungen

Handel

Compoundieren

„Rezyklate zuzukaufen, wäre zu  gefährlich“

Gewichts- und Kosteneinsparungen sind in der Luftfahrt stark gefordert. Das gilt nicht nur für verbaute Komponenten, sondern auch für Nutzgegenstände wie Tabletts. Eine Möglichkeit, das Gewicht zu reduzieren, stellen Polymerschäume dar. Allerdings lässt bei ihnen oft die Oberflächengüte zu wünschen übrig. Mit den richtigen Anpassungen können jedoch hochwertige Oberflächen erzeugt und auch noch die Ökobilanz deutlich verbessert werden.

Die Tabletts der Lufthansa bestehen gegenwärtig aus ABS. Durch ein geschäumtes PP-Compound können die Kosten verringert und die Ökobilanz verbessert werden

Polypropylen-Integralschaum ersetzt ABS

Schaumspritzgießen

Spritzgießen

Schaumstoffe und Vorprodukte

Kunststoffe

Photonik

Optik

Schaumstoffe

Kunststoffe, bioabbaubar

Mit geringerem CO2-Fußabdruck  servieren

Die TER Plastics POLYMER GROUP ist mit dem Vertrieb technischer Kunststoffe, Commodities und eigener Compounds der Marke TEREZ in den Märkten aktiv. Zur Firmengruppe der TER Plastics gehören nunmehr neben der Compound-Tochtergesellschaft TEREZ Performance Polymers auch die Unternehmen TER Plastics Polska, TER Hell Plastics Spain, TER Hell Plastic-PE Distribution, TER Hell-IT und die TER Engineering Plastic Trading, in Suzhou, China sowie eine Vielzahl etablierter Verkaufsbüros in Deutschland, Österreich, der Schweiz, Frankreich, Spanien, Polen, Ungarn, der Tschechischen Republik und der Slowakei.

Ter Hell Plastic GmbH  

https://www.terhell.de

Additive

Antistatika

Flammschutzmittel

Kunststoffhandel

Polystyrol

Styrol-Copolymerisate

Treibmittel

Verarbeitungshilfmittel

Weichmacher

Wiederaufbereitung

Lehvoss stellt auf der Messe Compounds für Leichtbauanwendungen vor, die u. a. als Metallersatz zum Einsatz kommen soll. Darunter ist etwa ein carbonfaserverstärktes Compound auf Polyphthalamid-Basis (PPA).  

Lehvoss zeigt Compounds für Leichtbauanwendungen

Messe Fakuma

Faserverbundwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Metallersatz mit PPA-Compounds

Sabic hat Polypropylen-Compounds (PP) speziell für das Schaumspritzgießen (SSG) vorgestellt.

Durch die PP-Compounds sollen die typischen Oberflächendefekte beim Schaumspritzgießen entfallen.

Einwandfreie Oberflächen im Schaumspritzgießen

Bei RadiciGroup High Performance Polymers zeigt anhand verschiedener Beispiele auf der K-Messe, wie sich mit passenden Polymeren umweltfreundliche und rückverfolgbare Produkte umsetzen lassen.

Gewicht reduzieren und Sicherheit gewährleisten sollen von Radici speziell für die Elektromobilität entwickelte Compounds.

Nachhaltigere Materialien mit umfassender Lebenszyklusanalyse

Der Wechsel vom Verbrennungs- zum Elektromotor bedeutet für die Kunststoffindustrie einige Unwägbarkeiten. Elektrische Antriebe stellen teilweise gänzlich andere Anforderungen an die Materialien. Welche das konkret sind, kristallisiert sich mit der zunehmenden Verbreitung entsprechender Fahrzeuge immer stärker heraus. Ein Überblick über die wichtigsten Änderungen.

Nicht nur der Motor und die Energiebereitstellung verändern sich beim Übergang von Verbrennungs- auf Elektrofahrzeuge. Auch bei Materialien gilt es, neue Wege zu gehen 

Flammschutz, Wärmebeständigkeit und Kriechstromfestigkeit in Elektrofahrzeugen

Kfz-Elektronik

Elektronische Bauelemente

Leistungselektronik

Hochleistungskunststoffe

Antreiber der Elektromobilität

Gewichtsreduktion ist eine der großen Anforderungen an Automobilbauteile – unabhängig davon, in welchen Fahrzeugen sie genutzt werden. Einer der leichtesten infrage kommenden Werkstoffe ist Polypropylen (PP). Mit den passenden Verstärkungen eignet er sich auch für anspruchsvolle Fahrzeugbauteile. Das zeigt beispielsweise der Einsatz als Mittelkonsolenträger im Elektrofahrzeug NIO ES8.

Der chinesische Hersteller NIO setzt bei dem Elektro-SUV ES8 für den Mittelkonsolenträger carbonfaserverstärkte PP-Compounds ein 

PP-Compounds für den Automobilleichtbau

Leichter ans Ziel

Mit passenden Materialien und Daten den Wandel hin zur Elektromobilität gestalten

Mit richtigen Materialien bei Elektrofahrzeugen in der Produktion und während der Nutzungsphase CO2-Emissionen einsparen.

Sind Elektroautos wirklich klimafreundlicher als Fahrzeuge mit modernen Verbrennungsmotoren? Diese Frage beschäftigt die Automobilbranche nicht erst seit dem Beschluss des EU-Parlaments für das Aus von Verbrennungsmotoren ab 2035. Häufig werden dabei CO2-Emissionen während der Fahrzeugnutzung als Diskussionsgrundlage gewählt. Doch die Klimabilanzierung beginnt bereits im Herstellprozess. Mit passenden Materialien können sowohl in der Produktion als auch während der Nutzungsphase Emissionen eingespart werden.

Am 1. Januar 2022 waren laut der Online-Plattform Statista insgesamt 48,5 Millionen Pkw in Deutschland zugelassen. Davon hatten 0,6 Millionen einen rein elektrischen Antrieb. Elektroautos machen somit bisher noch einen geringen Anteil an den gesamten Fahrzeugen aus. Ihre Zahl hat allerdings in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Bisher sind die E-Automobile und die dafür benötigte Ladeinfrastruktur noch nicht ausgereift. Eine Herausforderung ist zum Beispiel ihre geringe Reichweite, das zeitaufwendige Aufladen während längerer Strecken und die generelle Verfügbarkeit von E-Ladesäulen. Gleichzeitig rücken CO2-Einsparungen in Herstellungsprozessen sowie der Ausbau der Kreislaufwirtschaft durch die Klimaziele der Vereinten Nationen immer mehr in den Fokus von Politik, Herstellern und Verbrauchern.

Die durch die E-Mobilität veränderten Anforderungen bieten dabei das Potenzial, traditionell eingesetzte Werkstoffe durch nachhaltigere Lösungen zu ersetzen. Um den Herausforderungen zu begegnen, setzt die Automobilbranche auf technische Kunststoffe. Sie sind nicht nur für die Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen bedeutsam, was auch zu einer höheren Reichweite der Elektroautos führt, sondern stehen ebenfalls für Langlebigkeit, Designfreiheit, Sicherheit und Effizienz. Beispielsweise schützen verschiedene technische Kunststoffe die Insassen vor Spannungen und Brand, da sie eine gute elektrische Isolation und einen zuverlässigen Flammschutz sicherstellen. Lade- und Entladevorgänge von Batterien erzeugen außerdem Wärme, die im elektrischen Antriebsstrang zu Temperaturspitzen führen kann und dadurch die Leistung sowie die Lebensdauer der Batterie reduziert. Daher ist eine gezielte Temperaturregelung in Elektrofahrzeugen wichtig. Dabei helfen Kunststoffe, die über eine gute Wärmeleitfähigkeit verfügen. Gleichzeitig ermöglichen die Materialien eine effiziente Fertigung von Bauteilen.

Durch die geänderten Anforderungen der E-Mobilität, bietet sich die Chance, bisherige Materiallösungen neu zu evaluieren. Ein Beispiel dafür ist glasfaserverstärktes Polypropylen (PP) wie Altech NXT PP von Mocom. Neben sehr guten technischen Eigenschaften bietet das Compound auch Vorteile bei der CO2-Bilanz. Durch ein um ca. 70 % reduziertes Global Warming Potential (GWP) gegenüber Polyamid 66 (PA66) ergibt sich bereits eine deutliche Einsparung (Bild 1). Hinzu kommen im direkten Produktvergleich energetische Vorteile, da bei der Verarbeitung gegenüber PA deutlich niedrigere Temperaturen benötigt werden.

Die transparente Berechnung konkreter Einsparungen eines spezifischen Produkts ist jedoch nach wie vor eine Herausforderung, insbesondere wenn es um die branchen- und länderübergreifende Vergleichbarkeit geht. Ein Ansatz für die Kunststoffindustrie ist die Life-Cycle-Assessment-Software „GaBi ts“ des Unternehmens Sphera. Sie ermöglicht die Kalkulation des Umwelteinflusses von verschiedenen Produkten und beinhaltet daneben auch eine umfangreiche Datenbank, um vergleichbare Berechnungen sicherzustellen.

CO2 -Einsparungen richtig berechnen

Für die Berechnung ist die Eingabe unterschiedlicher Werte und Parameter wie zum Beispiel der sogenannten Systemgrenzen notwendig. Dabei handelt es sich um die zu betrachtenden Prozesse und Einflussgrößen der Kalkulation, wie zum Beispiel der verwendete Strommix, die genutzten Materialien und gegebenenfalls der Einsatz von Recyclingwerkstoffen. Diese Systemgrenzen ermöglichen genaue Ergebnisse und werden im Vorfeld einer jeden Kalkulation gesetzt. Hinzu kommt der genaue Umfang der Produktionsschritte und die Zusammensetzung und Herstellung der einzelnen Rezepturbestandteile.

Ein weiterer Parameter, um eine Vergleichbarkeit der Werte herzustellen, ist der Betrachtungszeitraum entlang der Wertschöpfungskette. Die in der Norm DIN EN ISO 14040, die den Standard für die ISO-konforme Ökobilanzierung bildet, beschriebene Betrachtung „Cradle-to-Grave“ (von der Herstellung bis zum Lebensende des Produkts), bei der der gesamte Lebenszyklus eines Produkts einbezogen wird, lässt sich von einem Materiallieferanten aus der Kunststoffindustrie nicht vollständig kalkulieren. Es fehlen Daten, um die Prozesse in der Verarbeitung des Granulats, der Montage mit verschiedenen weiteren Werkstoffen und Bauteilen, der Nutzungsdauer der Endanwendung und dem Abfallmanagement des finalen Produkts auszuwerten.

Daher bieten sich für Compoundeure die Betrachtungsweisen „Cradle-to-Gate“ (von der Herstellung bis zum Tor) oder, im Falle von Recyclingmaterialien, „Gate-to-Gate“ (von Tor zu Tor) an. Beim Cradle-to-Gate werden sämtliche Schritte von der Förderung und Aufbereitung der Rohstoffe für die Polymerisation, über die eigentliche Polymerherstellung bis hin zu den Prozessen, die beim Compoundeur durchgeführt werden, betrachtet. Der Fokus bei rezyklierten Materialien liegt auf der Aufbereitung von Abfallprodukten, bis diese wieder als einsatzfähiges Regranulat einem Compoundierprozess zugeführt werden können. Dabei muss jeder einzelne Prozess des Recyclings betrachtet werden, um eine genaue Abbildung des entstandenen Energiebedarfs und -verbrauchs zu ermitteln. Beide Betrachtungsweisen sind in der Software GaBi darstellbar.

Recyclingcompounds oder andere  Polymerbasis?

Neben dem typischen Ansatz, Neuware durch Recyclingcompounds zu ersetzen, lässt sich auch durch den Wechsel auf eine andere Polymerbasis eine deutliche CO2-Einsparung erzielen. Ein gutes Beispiel sind Anwendungen, die im Bereich Kühlung im Automobilsektor realisiert werden. Der Wechsel vom Verbrenner zum Elektromotor samt Batterie und Steuermodulen reduziert die Dauergebrauchstemperatur der Kühlflüssigkeit und eröffnet die Möglichkeit für Alternativen. Momentan kommt für diese Anwendungen überwiegend PA66 zum Einsatz. Angebot und Nachfrage nach diesem Polymer unterliegt jedoch ständigen Schwankungen. Eine Möglichkeit der Substitution ist das erwähnte Altech NXT PP. Es verfügt über gute Wärmealterungseigenschaften und eine gegenüber PA66 bessere Wasser- und Glykolbeständigkeit (Bild 2). Deshalb eignet es sich für eine Vielzahl an Anwendungsbereichen im Kühlkreislauf von E-Autos, etwa für zentrale Steuerelemente, Ventile, Gehäuse und Schlauchverbindungen.

Die Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen wird künftig nachhaltiger sein, als die von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, falls CO2-Einsparungen im Herstellungsprozess entlang der gesamten Wertschöpfungskette vorgenommen werden. Um dieses Ziel zu erreichen, ist jedoch eine branchen- und länderübergreifend vereinheitlichte Messbarkeit der Einsparungen notwendig.

MOCOM Compounds GmbH & Co. KG  

https://www.mocom.eu

Ausgabenartikel KU11-22

Der Wechsel vom Verbrennungs- zum Elektromotor bietet nicht nur Herausforderungen, sondern auch Chancen. Aufgrund der veränderten Anforderungen lassen sich an vielen Stellen etwa durch Materialwechsel CO2-Emissionen einsparen.

Bild 1. Vergleich eines PA66-GF30 mit Altech NXT PP (GF35) hinsichtlich des GWP: Die deutlichen Einsparungen von ca. 67 % ergeben sich fast ausschließlich aus der Polymerisation.

Bild 2. Vergleich des Niveaus verschiedener mechanischer Eigenschaften eines PA66 und des PP-Compounds Altech NXT PP bei Wasser-Glykol-Lagerung: Das PP-Compound erreicht bei allen der drei untersuchten Eigenschaften bessere Werte.

KU 11-22_Mocom - Hauptartikel

Mit richtigen Materialien bei Elektrofahrzeugen in der Produktion und während der Nutzungsphase CO2-Emissionen einsparen.

Doppelt nachhaltigere E-Autos

Julian Meier ist Product Specialist bei Mocom; <a href="mailto:julian.meier@mocom.eu">julian.meier@mocom.eu</a>

Weitere Informationen: <a href="http://www.mocom.eu" target="_blank">www.mocom.eu</a>