Biobasierte und bioabbaubare Kunststoffe konnten sich bereits an einigen Stellen als umweltfreundlichere Alternativen zu Kunststoffen mit fossiler Herkunft etablieren. Für den ganz großen Durchbruch müssen vorher aber noch einige Probleme beseitigt werden.

Biokunststoffe

Kunststoffe, biobasiert

Kunststoff Werkstoffe

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Wiederaufbereitung

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Recycling

Umweltmanagement

Kunststoffe, bioabbaubar

Kunststoff-Recycling

Klimawandel stärkt Nachfrage

Nicht nur Gesetzgeber wollen die Kreislaufwirtschaft fördern, auch in Gesellschaft und Industrie haben Rezyklate wieder höchste Bedeutung erlangt.

Qualitätssteigerung bei Material und Verarbeitung auf dem „Praxisforum Kunststoffrezyklate“

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Additive

Zweites Leben auf hohem Niveau

Die Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften von Kunststoffen werden ökologisch zunehmend zum Verhängnis. Wie die K 2019 gezeigt hat, bereiten zahlreiche Initiativen und technische Entwicklungen den Weg für den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft.

Bilanz der K 2019: Die Kunststoffbranche hat ihre Verantwortung erkannt

Ressourcenmanagement

Produktion

Aufbruch ins Zeitalter der  Kreislaufwirtschaft

Fast 700 Unternehmen quer durch die Kunststoff-Wertschöpfungskette sind europaweit bereits Teil von Operation Clean Sweep (OCS) und tragen dazu bei, das Aufkommen von Kunststoffgranulaten in der Umwelt zu verringern. Dies geht aus dem nun veröffentlichten OCS-Fortschrittsbericht von Plastics Europe hervor.

Fluorkunststoffe

Thermoplaste

Standardkunststoffe

Technische Kunststoffe

Füllstoffe für Kunststoffe

Verbände

Hochleistungskunststoffe

PlasticsEurope veröffentlicht Bericht von Operation Clean Sweep

In der Diskussion um Plastik-Einwegpfand und verbesserte Sammelquoten in Österreich präsentieren Coca-Cola und Reclay eine innovative App-Lösung für den Umgang mit PET-Flaschen: Wer richtig recycelt, wird belohnt!

Anwendersoftware

Auswerte- und Analysesoftware

Software

Polyethylenterephthalat

Logistik

Lagertechnik

Coca-Cola und Reclay Group präsentieren „Belohnungs-App“ für Konsumenten

Mit der industriellen Produktion und Verarbeitung von Polymerwerkstoffen begann Anfang der 1950er-Jahre auch die Wiederverwertung von Kunststoffabfällen. Dabei ging es zunächst nur um sortenreine Produktionsabfälle. Im Laufe weniger Jahrzehnte gelang es, Verfahren zu entwickeln, um selbst stark kontaminierte und gebrauchte Kunststoffabfälle zu hochwertigen Sekundärwerkstoffen aufzuarbeiten.

Industrielle Kunststoffverarbeitung rief früh Technologieentwickler auf den Plan

Die Erfindung des Kunststoffrecyclings

Polymere Materialien und mit ihnen synthetische Kunststoffe leiden unter einem schlechten Ruf. Diese Imageprobleme ergeben sich nicht nur aus der gegenwärtigen Umweltdebatte, sondern haben auch frühere Ursachen. Bereits in der Vergangenheit sahen sich polymere Materialien ungerechtfertigten Beurteilungen ausgesetzt. Oft stammten diese von Laien und waren vielfach Ausdruck mangelnder naturwissenschaftlicher Kenntnisse.

Kunststoffe

Photonik

Optik

Über das Image von Kunststoffen und einen verantwortlichen Umgang mit ihnen

Fast schon zwei Jahrzehnte unterstützt ein Expertengremium die Zeitschrift Kunststoffe in jährlichen Arbeitstreffen dabei, den Standort der Kunststoffbranche und aktuelle technologische Entwicklungen zu bestimmen. Der traditionsreiche Frühjahrstermin bot diesmal Gelegenheit, die Coronafolgen mit in den Blick zu nehmen.

Aktuelle Herausforderungen und Handlungsoptionen für die Kunststoffindustrie

Wirtschaftspolitik in Deutschland

Wirtschaft

Verpackungsmaterial

Klotz, Karlhorst, Dr.

Internationale Wirtschaft

Verpackungsanlagen

Coilhandling

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Sondermaschinen

Medizintechnik

Durchstarten im Zeichen von Corona

Kunststoffverarbeitern steht eine breite Farbpalette für das Einfärben ihrer Produkte zur Verfügung. Die Auswahl der passenden Farbe kann schließlich entscheidend für den Erfolg sein.

Trendbericht zum Einfärben von Kunststoffen

Pigmente

Pigmente, bunt

Masterbatches

Farbstoffe und Pigmente

Streifinger, Florian

Farbkonzentrate (Batches)

Farbstoffe

Effektpigmente

Farben, flüssig

Welche Farbe darf es 2021 sein?

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

Compound

Compoundeure

Dienstleistungen

Handel

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Compoundieren

„Rezyklate zuzukaufen, wäre zu  gefährlich“

Kunststoffabfälle im Meer prägen seit einigen Jahren das negative Image der Branche. Verschiedene Initiativen und Zusammenschlüsse von Firmen haben deshalb Projekte ins Leben gerufen, um diesen Ocean-bound Plastics (OBP) Herr zu werden.

Flammschutz für Compounds aus recycelten Ocean-bound Plastics

Polybutylenterephthalat

Elektronik

Flammschutzmittel

Vom Meer in die Elektronik

Kunststoffe zählen zu den am meisten verwendeten Lebensmittelkontaktmaterialien. Im Kampf gegen Kunststoffabfälle wird auch der Einsatz von Recycling-Kunststoffen in Verpackungen forciert, wobei für Lebensmittelverpackungen bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden müssen, damit sie als sicher gelten können.

Kunststoffrecycling für den Lebensmitteldirektkontakt und alternative Einsatzgebiete

Verpackungsmittel aus Kunststoffen

Kunststoffverarbeitung

Lebensmittelechtes  Post-Consumer-Rezyklat

Der Fortschritt bei Fügetechnologien wie dem Laserdurchstrahlschweißen, die steigende Nachfrage nach wärmeleitenden Kunststoffen, der Leichtbau und die Elektromobilität gehören in der Material- und Anwendungsentwicklung mit Polyamid zu den großen Trends. Auch bei bei diesem Polymer wächst der Bedarf an nachhaltigeren Werkstoffen. Geschlossene Stoffkreisläufe werden deshalb künftig in der Herstellung von PA 6 und PA 66 eine immer wichtigere Rolle spielen.

Polyamid (PA): Produktverbesserungen und Ersatz von PA 66 durch PA-6-Compounds

Hybridtechnik

Spritzgießen

Automotive

Vibrationsschweißen

Verbindungstechnik Verfahren

Thermisches Fügeverfahren

Hybridwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Polyamide

Laserschweißen

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Laserauftragsschweißen

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Lasertechnik

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Verbesserungen bei Materialien und  der Verarbeitung

Wegen seiner guten Temperaturbeständigkeit, Schlagfestigkeit und ansprechenden Optik kommt Acrylnitril-Butadien-Styrol häufig bei Haushaltsgeräten und in der Automobilindustrie zum Einsatz. Auch beim Aufbau einer Kreislaufwirtschaft sind Erfolge zu verzeichnen. Immer mehr ABS werden mit Recyclinganteilen angeboten. Darin besteht eine Parallele zu Polystyrol (PS), bei dem es ebenfalls große Recyclinganstrengungen gibt.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS): Recycling und Kreislaufwirtschaft nimmt Gestalt an

Polystyrol

ABS / ASA-Kunststoffe

Nachhaltigkeit im Fokus

Leichtbau, Funktionalität und Design prägen die Materialentwicklung in den Einsatzgebieten von Polycarbonat-Compounds, -Composites und -Folien. Große Chancen bestehen in der Mobilität der Zukunft, im Strukturleichtbau mit endlosfaserverstärkten Composites, in der 5G-Technologie und der Medizintechnik.

Polycarbonat (PC): Aufregende Designs durch hohe Oberflächenqualität und neue Verfahren

Polycarbonat

Medizinprodukte

Werkstoff für viele Trends

Wie der schwedische Autobauer den Recyclinganteil in Fahrzeugen steigern will

Ab 2025 sollen in jedem Neufahrzeug von Volvo 25 Gew.-% recycelte Kunststoffe enthalten sein. Damit will der Automobilkonzern nicht nur sich, sondern auch seine Zuliefererkette in Richtung Wiederverwertung ziehen. Kann das gelingen? Der erste vorgestellte Prototyp wird in der Kunststoffbranche kontrovers diskutiert.

Ab 2025 sollen in jedem Neufahrzeug von Volvo 25 Gew.-% recycelte Kunststoffe enthalten sein.Kann das gelingen? Der erste vorgestellte Prototyp wird in der Kunststoffbranche kontrovers diskutiert.

Obwohl es nur ein Prototyp ist, muss es eine wahre Mammut-Aufgabe gewesen sein. Das zeigen allein die Entwicklungsdaten des Mittelklasse-Fahrzeugs Volvo XC60 mit Plug-in-Hybridantrieb T8 Twin Engine. Das SUV sieht genauso aus wie das Serienmodell, allerdings wurden in nur 6 Monaten Entwicklungszeit 170 Komponenten mit insgesamt 60 kg Kunststoff durch recycelte Werkstoffe ersetzt (Titelbild). Das entspricht etwa zwei Dritteln aller Innenraumbauteile. Rund 40 Zulieferer waren an dem Projekt beteiligt. „Wir haben vor allem eine ganze Menge an Risiko-Management betrieben“, sagt Dr. Sandra Tostar, Technical Specialist Polymer Materials Application der Volvo Car Group, Gothenburg/Schweden, während ihres Vortrags auf der PIAE-Tagung 2019.

Der Volvo XC60 mit recyceltem Kunststoff wurde im März auf der Ocean-Summit-Konferenz vorgestellt (Bild 1). Der Prototyp soll zeigen, dass es Volvo ernst meint. Ab 2025 möchte der Fahrzeugbauer in allen neu eingeführten Modellen Kunststoffe verwenden, die zu mindestens 25 Gew.-% aus wiederverwertetem Material bestehen. Wohlgemerkt gilt dieses eine Viertel nicht für jedes einzelne Bauteil, sondern über den gesamten Kunststoffanteil am Fahrzeug. Das lässt Spielraum, um besonders belastete Bauteile komplett aus Neuware zu machen, während andere gänzlich aus Recyclingmaterial bestehen können.

Der bislang einmalige Volvo XC60 verfügt im Innenraum über einen Mitteltunnel aus natürlichen Flachsfasern sowie Polyproylen (PP) aus ausrangierten Fischernetzen und Seilen. Die Fußmatten bestehen aus Fasern von Polyethylenterephthalat aus Getränkeflaschen und einer recycelten Baumwollmischung aus den Resten von Bekleidungsherstellern. Auch in den Sitzen werden alte Getränkeflaschen in Form von PET-Fasern wiederverwendet (Bild 2). Gebrauchte Autositze aus alten Volvo-Fahrzeugen werden zu schallabsorbierendem Material verarbeitet, das unter der Motorhaube zum Einsatz kommt. Für die Gurtabdeckung hinten wurden 25 % Post-Consumer-PP aus europäischen Verpackungsabfällen eingesetzt, die über die Borealis AG, Wien, bezogen werden. Als strategischer Lieferant von Volvo Cars produzierte der Materialhersteller rund 10 % der eingesetzten Recycling-Materialien für diesen Prototyp. Zwei PP-Materialien der Marke Daplen wurden für die Produktion von fünf verschiedenen Bauteilen verwendet: Borealis Daplen MD325SY mit 25 % Post-Consumer-Rezyklat für die Riemenabdeckung eines Lüfterrads unter der Motorhaube, der Daplen-Typ ME225SY mit 25 % Post-Consumer-Rezyklat für Innen- und Außenanwendungen (Riemenabdeckung für Links/Rechtslenker, obere D-Säule, Fensterrahmenabdeckung der Heckklappe, Warndreieckabdeckung).

Der Kunststoffcompoundeur Rondo Plast AB, Ystad/Schweden, Teil der Polykemi Group, liefert laut eigenen Angaben Compounds unter anderem für Luftkanäle, Mittelkonsole hinter Radio und Display, Radhausschalen und Ladeflächenabdeckung. Die Rohstoffe für die Rezyklatcompounds von Rondo stammen sowohl aus Industrie- als auch aus Verbraucherabfällen. Selbst für technische Bauteile, etwa die Vakuum-Box, kam 100 % Post-industrial-Polyamid von Solvay zum Einsatz. Diese Rezyklate bestehen aus hochwertigen Nylon-Beschnitten etwa aus der Airbag-Produktion und werden von Solvay unter dem Markennamen technyl-for-earth vermarktet. Ein Abdeckpanel im Bereich der Instrumententafel wurde aus PP mit einer 50:50-Mischung aus Verpackungsabfällen und End-of-Life-Schredderfraktion (ELV) gefertigt. Das Bauteil wurde von der IAC Group hergestellt.

Das Beispiel von Volvo zeigt, was auch im Auto bereits mit wiederaufbereiteten Werkstoffen möglich ist. „Hohe Qualität und Quantität sowie der Preis sind die großen Herausforderungen für die Serienanwendung“, meint Dr. Sandra Tostar. Insbesondere recycelte technische Kunststoffe sind deutlich teurer als Neuware. Außerdem erschwert die europäische Chemikalienverordnung REACH das Inverkehrbringen von Reststoffen. Eine erste Näherung besteht darin, zunächst nur Rezyklate aus der EU einzusetzen (siehe Borealis-Materialien oben). Wie bei allen Recyclinganwendungen ist die kontinuierliche Versorgung mit ausreichendem Material in definierter Qualität eine Herausforderung, insbesondere für die Mengen und Taktzeiten einer automobilen Serienproduktion.

Die Zulieferer bewegt vor allem die Frage, welchen Preis Volvo für Rezkylat zu zahlen bereit ist. Das ehemalige Image der günstigen Reststoffe gilt schon lange nicht mehr. Zum einen ist ein regelrechter Markt um die Rezyklate inklusive eigenem Preis entstanden. Zum anderen sind im Automobil technische Bauteile gefordert, bei denen eher Up- als Downcycling gefragt ist. Höhere Kosten fallen vielleicht bei einem Premium-SUV weniger auf als bei Kompaktklassen. Ohne höhere Preise sind jedoch weder der organisatorische Aufwand der Sammlung und Sortierung noch der für die technische Aufarbeitung zu rechtfertigen. Des Weiteren wird diskutiert, wie „Nachhaltigkeit“ sinnvoll gemessen werden kann. Unter den Begriff fällt nicht nur Recycling, sondern auch Einsparungen bei Energie- und Wasserverbrauch sowie der CO2-Ausstoß. Eine spannende Frage in diesem Zusammenhang ist daher: Wo und welches CO2 lässt sich beim Auto einsparen? In der Produktion durch den Einsatz von Rezyklaten oder in der Nutzphase, etwa durch leichte Hochleistungs- und Verbundwerkstoffe? Zielkonflikte sind hier programmiert und machen auch eine sinnvolle Gesetzgebung und Förderung „nachhaltiger Konzepte“ schwierig.

Viele Fragen für den großflächigen Einsatz von Recyclingmaterial im Fahrzeug sind noch offen. Volvo geht allerdings in die Offensive und hat bereits einige Zulieferer zum Mitmachen bewegt. In Schweden ist Recycling ein sehr brisantes Thema. Forschung und Entwicklung in diese Richtung werden stark gefördert, berichtet die Ingenieurin Tostar. Im nächsten Schritt müssen Material- und Simulationsdaten für die Rezyklate genauer bestimmt werden. Die gibt es bisher nicht, was die Bauteil- und Prozessauslegung erschwert.

Ausgabe-2019-08

Bild 1. Die Machbarkeitsstudie wurde an dem Serienfahrzeug Volvo XC60 umgesetzt. In nur 6 Monaten Entwicklungszeit wurden insgesamt 60 kg Kunststoffbauteile des Mittelklasse-SUV durch recycelte Werkstoffe ersetzt

Bild 2. In etwa zwei Dritteln aller Innenraumbauteile konnten recycelte Kunststoffe eingesetzt werden. Unter anderem in den Sitzen kommen PET-Fasern aus Plastikflaschen zum Einsatz

170 Komponenten des Fahrzeug-Prototyps wurden durch Recycling-Kunststoffe ersetzt

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