Das Biokunststoff-Produkt des Jahres heißt „stopsound“. Der neuartige Schaum schluckt nicht nur Schall, sondern spart auch jede Menge Energie, wird auf biologischer Basis hergestellt und kann am Ende seiner Lebensdauer von Mikroben zu Kompost verarbeitet.

Mit Applaus und Glitter wurden die Preisträger des Biopolymer Innovation Awards 2022 gefeiert

Biokunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Hauptpreis für schallisolierenden Schaum

Die digitale Messe D-Expo Kunststoff des Carl Hanser Verlags startet am 10. November mit drei Live-Tagen. Viele branchenbekannte Aussteller und Institutionen unterstützen das Event rund um die Kunststofftechnik u.a. mit Vorträgen oder Interviews im Auditorium.

Raum für Interaktion zwischen Besuchern und Ausstellern: Die Lobby der D-Expo Kunststoff vom Carl Hanser Verlag

16:9

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Kunststoffe, biobasiert

Verbände, Institutionen, Messen

Dienstleistungen

Kunststoffverarbeitung

Lohnfertigung

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Kunststoffe, bioabbaubar

Kunststoffhandel

Handel

Betriebstechnik für Kunststoffverarbeitung (Peripherie)

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Hochleistungskunststoffe

Thermoplaste

D-EXPO Kunststoff startet am 10. November 2020

Die erste Sitzung des Ausstellerbeirates bildete den Auftakt für die nächste K in Düsseldorf, die vom 19. bis 26. Oktober 2022 stattfinden wird.

Freuen sich bereits jetzt auf die K 2022 (v.l.): Erhard Wienkamp (Geschäftsführer Messe Düsseldorf), Petra Cullmann (Bereichsleiterin bei der Messe Düsseldorf), Ulrich Reifenhäuser (Vorsitzender Ausstellerbeirat K 2022) and Thomas Franken (Project Director für das Portfolio Plastics & Rubber)

Standardkunststoffe

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Technische Kunststoffe

Ausstellerbeirat traf sich erstmals in Düsseldorf

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.

Der jetzt erschienene Fortschrittsbericht informiert über das bisher Erreichte des OCS-Programms

Fluorkunststoffe

Recycling

Umweltmanagement

Füllstoffe für Kunststoffe

Verbände

kunststoffe.de

PlasticsEurope veröffentlicht Bericht von Operation Clean Sweep

Das sogenannte Arburg Kunststoff-Freiformen ist zur Herstellung additiv gefertigter Bauteile für die Medizintechnik prädestiniert. Die zugehörigen additiven Fertigungssysteme des Typs Freeformer verarbeiten Kunststoffgranulate, wie sie auch im Spritzgießen eingesetzt werden. Das macht die offenen Systeme sehr wirtschaftlich im Einsatz. Unter anderem lassen sich auch biokompatible, resorbierbare und sterilisierbare sowie FDA-zugelassene Originalmaterialien verarbeiten. Das eröffnet neue Möglichkeiten, auch im Humaneinsatz.

Im AKF-Verfahren lassen sich resorbierbare Originalmaterialien wie z. B. knochenähnliche Platten-Implantate fertigen. Sie werden nach und nach durch körpereigenes Gewebe ersetzt.

Hersteller von Medizinprodukten verarbeiten Originalmaterialien mit dem Freeformer

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Kunststoff

Anlagen für die Additive Fertigung

Additive Fertigung

Medizintechnik

Medizinprodukte

Werkstoffe für additive Verfahren

Andere Werkstoffe

Arburg Kunststoff Freiformen

Verfahren für die additive Fertigung

Freiraumverfahren

Neue Möglichkeiten für  den Humaneinsatz

Formänderungsstrukturen können ihre Gestalt unter dem Einfluss externer Stimuli verändern. Die Formänderung ist selbstinduziert, benötigt also keine Energiezufuhr. Noch nachhaltiger ist das, wenn die Bauteile aus Biokunststoffen hergestellt werden.

Prototyp eines wettersensitiven formändernden Fassadensystems

Biokunststoffe für Formänderungsstrukturen

Polylactid

Gestaltwandler mit grünem Herzen

Die Einreichungsphase für den Deutschen Verpackungspreis ist gestartet. Noch bis zum 15. Juni können Innovationen und beste Lösungen rund um die Verpackung bei der vom Deutschen Verpackungsinstitut e.V. (dvi) organisierten Leistungsschau eingereicht werden.  

Verleihung im September in Berlin 

Simulation Verpackung

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Markt & Wirtschaft

Ausschreibung Deutscher Verpackungspreis 2020 

Kunststoffe sprach mit Mercedes Alonso von Neste, über die vielversprechendsten Technologien für chemisches Recycling. Im Interview verrät sie außerdem, wieso Neste Lebensmittelrückstände für die Kunststoffproduktion kauft.

Mercedes Alonso ist seit September 2019 Executive Vice President for Renewable Polymers and Chemicals bei Neste. Gleichzeitig wurde sie Geschäftsführerin der neu gegründeten deutschen Tochter Neste Germany.

Interview mit Mercedes Alonso, Vorstandsmitglied bei Neste

Streifinger, Florian

„Chemisches Recycling ist noch nicht reif für den kommerziellen Einsatz“

Mit ihrem „Industrie 4.0“-Lösungsangebot erfährt die Wittmann Gruppe eine positive Resonanz im Markt. Dabei wird die Spritzgießmaschine virtuell zur intelligenten Arbeitszelle erweitert.

Mit Industrie-4.0-Lösungen den Nerv der Zeit getroffen: Michael Wittmann, Geschäftsführer der gleichnamigen Unternehmensgruppe

Wittmann sieht sich als One-Stop-Shop-Anbieter weiter in einer guten Position

Spritzgießen

Doriat, Clemens, Dr.

Messe K-Kunststoffmesse

Nachhaltigkeit

Energieeffizienz

Spritzgießmaschinen

Ressourcenmanagement

Produktion

Sofort einsatzbereit

Der Spielzeughersteller Mattel stellt zukünftig Bauklötze aus Biokunststoffen her. Bis 2030 möchte das Unternehmen für seine Spielsachen zu 100 % nachhaltige Materialien verwenden. 

Legokonkurrent will bis 2030 nachhaltig werden 

Barbie-Hersteller setzt auf Biokunststoffe 

Gute Ideen und Vorsätze haben viele. Diese zielstrebig umsetzen, schaffen nur wenige. Gemeistert haben diese Hürde die Jungunternehmer Julian Reitze und Stefan Zender.

Säge- und Hobelspäne aus der holzverarbeitenden Industrie, PLA als Bindemittel – das Rezept für ökologisch verträgliche Kaffeekapseln

Ein Start-up produziert Bio-Kaffeekapseln aus Holz und Pflanzenstärke in Millionenstückzahl

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Holz

Faserverbundwerkstoffe

Auf dem Holzweg erfolgreich

Nutzer von Biokunststoffen möchten auch bei Additiven oft auf biologische Alternativen zurückgreifen. BASF hat deshalb ein Masterbatch auf Basis von Zuckerrohr vorgestellt. 

Masterbatches für Polyethylen 

Polyethylen

Additive

Farbstoffe

Masterbatches

Biokunststoffe auch biologisch einfärben 

Naturfasern bleiben im Biomüll an vielen Stellen übrig. Durch Trocknen, Mahlen und Mischen mit Polylactid (PLA) entsteht aus den Schalen ein Biokunststoff, dessen Verwendung das Turiner Designstudio Carlo Ratti Associati in einem Projekt mit dem Energieunternehmen Eni spektakulär in Szene gesetzt hat.

Messeveranstalter

Naturmaterialien

Verstärkungsstoffe

Sommer, Sonne, saftige Ideen

Der im Mai gegründete Arbeitsausschuss ¿Recycling von Kunststoffen in der Kreislaufwirtschaft" befasst sich mit der stofflichen Verwertung von Kunststoffen und erarbeitet unter anderem Normen und Spezifikationen. 

Neben den vorteilhaften Eigenschaften in der Gebrauchsphase muss eine wirtschaftliche Wiederverwertung der Kunststoffe eine große Rolle spielen (© Fotolia.com/Stephen Coburn) 

Neuer DIN-Arbeitsausschuss nimmt Arbeit auf 

Kunststoff-Regenerate

Qualitätssicherung von Kunststoff-Rezyklaten  

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

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Compoundieren

„Rezyklate zuzukaufen, wäre zu  gefährlich“

Polylactid ist ein Biokunststoff und hat seinen Ursprung in Pflanzenstärke.

Polylactid ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff und basiert auf der natürlich auftretenden Milchsäure.

Polylactide sind innerhalb der Biokunststoffe die Werkstoffgruppe mit dem zweitgrößten Mengenpotenzial. Grundstoff für PLA ist die Milchsäure. Im Verpackungsmarkt ist es der wichtigste Biokunststoff, da PLA in großen Mengen verfügbar ist und sich gut verarbeiten lässt.

Polylactid (PLA) ist ein auf nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckerrohr oder Mais basierender Polyester. Der aus Milchsäuremolekülen aufgebaute Werkstoff gehört zu den bioabbaubaren Kunststoffen – allerdings nur im industriellen Maßstab. Denn in der Natur finden sich die dafür notwendigen Bedingungen nicht.

Ein anderer Name für PLA ist Polymilchsäure. Es gibt zwei stereo-isomere Varianten der Milchsäure (L-Lactid und D-Lactid), daher gibt es auch zwei Polylactid-Varianten:

<ul><li>Poly-D-Lactid (PDLA)</li><li>Poly-L-Lactid (PLLA)</li></ul>

Je nachdem, wie diese Bausteine in der PLA-Kette eingebunden sind, unterscheidet sich die Morphologie des Materials von amorph bis kristallin. Das hat auch Einfluss auf die thermischen und mechanischen Eigenschaften.

Polylactid-Herstellung aus Pflanzenstärke

Polylactid wird überwiegend durch Fermentation aus einer Kohlenhydratquelle wie Maisstärke oder Zuckerrohr hergestellt. Fermentation bezeichnet im Allgemeinen die Transformation von biologischen Materialien mithilfe von Mikroorganismen wie Bakterien, Schimmelpilze oder Hefen. Diese wandeln die Kohlenhydratquelle in andere Stoffe um, zum Beispiel in Alkohol, Essig- oder Milchsäure.

Das geschieht in speziellen Bioreaktoren (Fermentern), in denen sich optimale Bedingungen (Temperatur, Nährstoffangebot, pH-Wert, Sauerstoffgehalt und andere) einstellen lassen. Unter diesen synthetisieren die Mikroorganismen großtechnisch Stoffe, die sich auf rein chemischem Wege nur schwer beziehungsweise gar nicht herstellen lassen. Das gilt nicht nur für Biokunststoffe, sondern auch für einige Produkte aus der Medizin, zum Beispiel Insulin und Penicillin.

Aber kommen wir zurück zu den Polylactiden: Deren biotechnologischer Herstellungsprozess ist mit einem gewissen verfahrenstechnischen Aufwand verbunden. Dieser bestimmt neben den Substratkosten auch im Wesentlichen die Herstellkosten sowie die Ökobilanz. Wobei insbesondere bei den Kosten in den vergangenen Jahren signifikante Reduzierungen erzielt wurden; die Preise für PLA liegen inzwischen unter 2 Euro/kg.

Polylactide-Herstellung erfolgt in vier Schritten

Die Polymilchsäure-Herstellung lässt sich grob in vier Schritte einteilen:

<ol><li>Substratkonditionierung</li><li>Milchsäurefermentation</li><li>Milchsäureisolierung</li><li>Synthese/Polymerisation</li></ol>

Im Rahmen der biotechnologischen Herstellung erfolgt zunächst eine Konditionierung und gegebenenfalls Vorbehandlung der Substrate, zum Beispiel eine (enzymatische) Hydrolyse von Pflanzenstärke. Eine Hydrolyse bezeichnet die Spaltung einer chemischen Verbindung durch eine Reaktion mit Wasser. Parallel dazu erfolgt im optimalen Falle eine Vorfermentation, die sogenannte Inokulation, in der sich zunächst die später milchsäureerzeugenden Mikroorganismen unter entsprechend optimierten Bedingungen, insbesondere hinsichtlich des Nährstoffangebots, vermehren. In der anschließenden Hauptfermentation erfolgt dann unter anaeroben Bedingungen und Zuführung des Substrates bei konstantem pH-Wert die Erzeugung der Milchsäure als Rohstoff. Anschließend gilt es die Milchsäure zu isolieren. Im letzten Schritt wird über eine Polykondensationsreaktion Polylactid erzeugt.

PLA ist transparent, kristallin, steif und besitzt hohe mechanische Festigkeit.

<ul><li>E-Modul bis 5000 MPa</li><li>Dichte 1,21 bis 1,43 g/cm³</li><li>Beständig gegenüber Ölen, Fetten und Alkohol</li><li>Empfindlich gegenüber UV-Strahlung</li><li>Zugelassen für Lebensmittel</li><li>Wasserdampfdurchlässig</li><li>Hohe Schlagzähigkeit</li><li>Geringe Wärmeformbeständigkeit</li></ul>

Bei den PLA-Werkstoffen fällt auf, dass viele Eigenschaften der Polylactide erfolgreich optimiert werden konnten. Sie verfügen insbesondere über hochwertige mechanische Eigenschaften und unterschiedliche Viskositäten. Demgegenüber steht jedoch die nach wie vor geringe Wärmeformbeständigkeit, weshalb PLA nur eingeschränkt für technische Anwendungen einsetzbar ist.

Polylactid kann mit den typischen thermoplastischen Verfahren (unter anderem Tiefziehen und Spritzgießen) verarbeitet werden. Zu beachten ist jedoch die relativ hohe Feuchtigkeitsaufnahme, die für die meisten Anwendungen eine Vortrocknung voraussetzt.

Polylactid wird vor allem für Verpackungen eingesetzt, zum Beispiel Joghurtbecher, Dosen oder Getränkeflaschen. Hier ersetzt das Biopolymer zunehmend „klassische“ Kunststoffe wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Weitere Beispiele für PLA-basierte Verpackungsanwendungen sind Bio-Tragetaschen und Luftpolsterbeutel.

In der Landwirtschaft kommen PLA-Blends in Form von Mulchfolien zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Kunststofffolien, die der Abdeckung von Beeten oder Ackerfläche dienen. Mulchfolien aus Polyamid (PA) oder PE wären günstiger. Sie haben jedoch einen entscheidenden Nachteil: Nach der Ernte muss sie der Landwirt arbeitsaufwendig einsammeln, reinigen (lassen) und anschließend kostenaufwendig entsorgen. PLA-Folien dagegen können nach der Nutzung einfach untergepflügt werden.

Auch der menschliche Körper ist in der Lage, Polylactid abzubauen. Daher findet der Kunststoff in der Medizin zum Beispiel in Form von resorbierbaren Implantaten und Nahtmaterial Verwendung.

Implantate (Schrauben, Nägel, etc.) zur Stabilisierung von Knochenbrüchen sind so fest wie ihre Pendants aus einem herkömmlichen Thermoplasten. Da der Körper die PLA-Implantate jedoch selber abbauen kann, bedarf es keines zweiten chirurgischen Eingriffs zum Entfernen.

Polylactid ist zudem für das Tissue Engineering (Gewebekonstruktion beziehungsweise Gewebezüchtung) als Gerüstmaterial geeignet. Hierfür werden poröse Strukturen aus PLA-Fasern hergestellt, an die sich unterschiedliche Zell-Typen, abhängig von der Porengröße, anlagern können.

Auch beim Catering und im Büro finden sich Anwendungsbeispiele für PLA beziehungsweise PLA-Blends, unter anderem:

<ul><li>Wegwerfbestecke</li><li>Trinkbecher</li><li>Trinkhalme</li><li>Kugelschreiber</li></ul>

<ul><li>Polylactid ist eines der am häufigsten genutzten Materialien von 3D-Druckern, die nach dem FDM-Verfahren (Schmelzschichtung) arbeiten.</li><li>Der Recycling-Code für Polylactid ist 07.</li><li>Die in Deutschland erste Pilotanlage für die Herstellung von Polylactid wurde 2011 in Betrieb genommen.</li><li>PLA-Mikroplastik führt bei der Gemeinen Miesmuschel zu einer Proteinstoffwechselstörung.</li></ul>

[1] H. Endres/ A. Siebert-Raths: Technische Biopolymere – Rahmbedingungen, Marktsituation, Herstellung, Aufbau und Eigenschaften, 1. Aufl., Carl Hanser Verlag, München 2009

[2] Baur E., Osswald T., Rudolph N.: Saechtling Kunststoff Taschenbuch, 31. Auflage, ISBN 978–3–446–43442–4, Carl Hanser Verlag, München (2013)

[3] <a href="https://dol.dl.uni-leipzig.de/servlets/MCRFileNodeServlet/PGSToxi_derivate_00000644/Abschlussarbeit%20PGS%20Irina%20Pikul.pdf" target="_blank">https://dol.dl.uni-leipzig.de/servlets/MCRFileNodeServlet/PGSToxi_derivate_00000644/Abschlussarbeit%20PGS%20Irina%20Pikul.pdf</a>

[4] <a href="https://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/1537/1/jacobsen.pdf" target="_blank">https://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/1537/1/jacobsen.pdf</a>Polylactide sind neben Stärkeblends derzeit innerhalb der Biokunststoffe die Werkstoffgruppe mit dem größten Mengenpotenzial. Grundstoff für PLA ist die Milchsäure.

Der amerikanische Chemiekonzern NatureWorks begann schon 2002 mit der PLA-Produktion. Heute gehört das Werk in Nebraska zu den größten Produktionsstätten ihrer Art.

PLA-Granulat: Transparent, kristallin und – wenn die Umweltbedingungen stimmen – biologisch abbaubar.

Polylactid (PLA)

<ul><li>Hoher E-Modul</li><li>Hohe Kratzfestigkeit</li><li>Hohe Transparenz</li><li>Hohe Transparenz</li><li>Beständig gegenüber Fett, Wasser und Alkohol</li><li>Zertifizierte Kompostierbarkeit</li><li>Lebensmittelrechtlich zugelassen</li><li>Relativ hohe Hydrophilie und Wasserdampfdurchlässigkeit</li><li>Ohne Additive spröde</li></ul>