Biologisch abbaubare Polyester sind schwierig zu verarbeiten. Geeignete Additive können die Verarbeitung erleichtern und die Materialeigenschaften der Polymere verbessern. Ein noch besseres Ergebnis verspricht die Kombination zweier solcher Zusatzstoffe: Gemeinsam in die Polyester eingemischt, ergeben sich deutlich stärkere Effekte.

Das Additiv Vinnex 2525 erhöht die Schmelzefestigkeit von PLA und ermöglicht dadurch eine stabile Blasfolienextrusion und eine konstante Dicke der Folie

Additivkombination verbessert Eigenschaften und Verarbeitbarkeit von bioabbaubaren Kunststoffen

Biokunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoffe, bioabbaubar

Additive

Teamwork für bessere Leistung

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

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Kunststoffe, biobasiert

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Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Hochleistungskunststoffe

PlasticsEurope veröffentlicht Bericht von Operation Clean Sweep

Auch bei Partikelschäumen steigt das Interesse am Einsatz von Biopolymeren. Dass sich Sintern und Schweißen der Schaumpartikel auch mit Blends aus Polylactid (PLA) und Polyhydroxybutyrat-co-Valerat (PHBV) durchführen lässt, zeigt ein Forschungsprojekt.

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Blends aus PLA und PHBV können expandiertes Polystyrol ersetzen

Blend

Partikelschäumen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Biobasierte Polymeralternativen für  Partikelschäume

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.

Gerade Hersteller von Lifestyle-Produkten wie Mode suchen nach biologischen Kunststoffalternativen, etwa biobasiertem EVA-Schaum, um ihre Produkte positiv vermarkten zu können

Messe K-Kunststoffmesse

Wiederaufbereitung

Klimawandel stärkt Nachfrage

Biobasierte Kunststoffe können in langlebigen und recycelbaren Anwendungen große Mengen an CO2 speichern und einen echten Beitrag zum Klimaschutz leisten. Entsprechendes Produktdesign und eine funktionierende Kreislaufwirtschaft vorausgesetzt, könnte die Kunststoffbranche zu einer Schlüsselindustrie einer grünen Wirtschaft werden.

Möbel und Einrichtungsgegenstände mit langer Nutzungsdauer sind prädestinierte Anwendungen für Biokunststoffe

Wie biobasierte Kunststoffe zur langfristigen Speicherung von CO2 beitragen können

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Mit Biokunststoffen zur Zukunftsbranche

Biopolymere sind in Reinform nur schlecht zu verarbeiten. Zur Blasfolienextrusion des Biokunststoffs PHBV müssen diesem etwa Weichmacher beigemischt werden. Der Einsatz konventioneller Additive macht jedoch oft den Umweltgedanken zunichte. Durch die Verwendung eines bioabbaubaren Weichmachers auf Basis von Zitronensäure ist es möglich, kompostierbare Blasfolien mit einem Anteil von nahezu 70 % PHBV herzustellen.

Der Einsatz bioabbaubarer Kunststoffe ist bei Agrarfolien besonders wichtig, da sich die Folien nach der Nutzung nur schwer wieder einsammeln lassen. Deshalb verbleiben häufig Rückstände von ihnen im Boden

Citrate ermöglichen die Blasfolienextrusion von PHBV, ohne die Abbaubarkeit zu beeinflussen

Weichmacher

Polylactid

Blasfolienextrusion

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Bioabbaubar trotz Additiven

Bioabbaubare Kunststoffe werden als nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen angepriesen. Für ihren Abbau sind allerdings häufig ganz bestimmte Bedingungen notwendig. Welche das konkret sind und wie sich verschiedene Verarbeitungsarten sowie chemische Veränderungen auswirken, ist noch nicht hinreichend erforscht. In einem Forschungsprojekt wurde das nun für geschäumtes und ungeschäumtes chemisch modifiziertes Polylactid (PLA) untersucht.

Wie sich die Modifizierung von PLA auf die Bioabbaubarkeit des Polymers auswirkt, war bisher noch nicht ausreichend untersucht

Lassen sich auch chemisch modifizierte PLA-Schäume biologisch abbauen?

Kunststoffe

Photonik

Optik

Auf den Kompost, statt in den Müll

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

Compound

Schaumstoffe und Vorprodukte

Schaumstoffe

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Mit geringerem CO2-Fußabdruck  servieren

Die Idee hinter bioabbaubaren Kunststoffen ist einleuchtend: Sind Polymere biologisch abbaubar, zersetzen sich in die Umwelt gelangte Kunststoffabfälle dort selbstständig. In der Praxis lässt sich das leider nicht so einfach umsetzen. Ein Überblick über die unterschiedlichen bioabbaubaren Kunststoffe und deren Eigenschaften.

Bioabbaubare Kunststoffe sind immer wieder im Gespräch für Einwegkunststoffartikel wie Becher und Besteck, die häufig in die Umwelt gelangen 

Polymerüberblick bioabbaubare Kunststoffe

Wo zerfällt er denn, der Kunststoff?

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

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Verbände, Institutionen, Messen

Dienstleistungen

Kunststoffverarbeitung

Lohnfertigung

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Kunststoffhandel

Handel

Betriebstechnik für Kunststoffverarbeitung (Peripherie)

D-EXPO Kunststoff startet am 10. November 2020

Für die additive Fertigung von auxetischen Strukturen sind spezielle Materialeigenschaften notwendig. Modifiziertes PLA lässt sich im Strangablegeverfahren zu entsprechenden Bauteilen verarbeiten. Blends aus PLA und PBAT bieten sich dafür besonders an.

Auxetische Strukturen lassen sich kostengünstig additiv fertigen, beispielsweise im Strangablageverfahren

Bio-Blends für den 3D-Druck von auxetischen Strukturen

Verfahren für die additive Fertigung

Additive Fertigung

Modifiziert, biobasiert und 3D-druckbar

Forscher entwickeln biobasierte Kunststoffe, die sich unter marinen Bedingungen abbauen. Gerade für schnell verschleißendes Fischereizubehör hätte dies deutliche Umweltvorteile.  

Beitrag gegen Plastikmüll im Meer 

Technik Trend

Kunststoff unter marinen Bedingungen abbaubar 

Ein Joint Venture zwischen Total und Corbion hat die weltweit zweitgrößte Biokunststoffanlage für Polylactid in Thailand in Betrieb genommen.  

Inbetriebnahme der zweitgrößten PLA-Anlage der Welt in Thailand  

Kapazitäten von Biokunststoffen erweitert 

Der Verband European Bioplastics stellt seine neuen Marktdaten vor. In den kommenden Jahren sollen die Produktionskapazitäten von bewährten Biokunststoffen weiter ansteigen und neue Materialien am Markt erhältlich sein.  

Globale Biokunststoffindustrie wächst stabil  

Markt & Wirtschaft

Ein Feld voller Alternativen 

Bioschäume kombinieren die Vorteile von Biokunststoffen und Polymerschäumen. Doch welche Kunststoffe und Schaumverfahren stehen für deren Herstellung gegenwärtig überhaupt zur Verfügung? Ein Überblick über den aktuellen Stand bei Bioschäumen.

Materialüberblick Bioschäume

Kombiniert zu höherer Nachhaltigkeit

FNR veröffentlicht Studie zu biobasierte Additiven

Im Auftrag der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe haben Bio Math und das SKZ eine Übersicht der für biobasierte Kunststoffe eingesetzten Additive erstellt.

Im Auftrag der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe haben Bio Math und das SKZ eine Übersicht der für biobasierte Kunststoffe eingesetzten Additive erstellt. Zudem enthält die Studie Handlungsempfehlungen zur Weiterentwicklung der biobasierten Wirkstoff-Gruppe.

Eine Übersicht der für biobasierte Kunststoffe eingesetzten Additive, sowohl konventionell als auch biobasiert, haben die Bio Math GmbH und das Kunststoff-Zentrum SKZ im Auftrag der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) erstellt. Zudem enthält die Studie Handlungsempfehlungen, wie die Weiterentwicklung der biobasierten Wirkstoff-Gruppe zukünftig gefördert werden kann.

Im Referenzjahr 2016 wurden weltweit 15 Mio. t Kunststoff-Additive verarbeitet, auf Deutschland entfielen davon knapp ein Zehntel. Zum Anteil biobasierter Additive lassen sich Marktzahlen für Teilmärkte ableiten.

So wurden biobasierte Weichmacher und Stabilisatoren, die einen hohen Anteil des Additivmarkts ausmachen, mit etwa 23.000 t in Deutschland eingesetzt. Weniger als 2 % Bio-Anteil verdeutlicht, dass biobasierte Additive aktuell am Gesamtmarkt nur eine untergeordnete Rolle spielen.

Dennoch gibt es in vielen Anwendungsbereichen biobasierte Alternativen zu konventionellen Additiven. Zu den häufigsten zählen Stearinsäure, Citrate sowie epoxidierte Pflanzenöle. Auch auf Fettsäuren basierenden Stoffen (Metallseifen, Fettsäureamide, Glycerinester) werden als biobasierte Additive genutzt.

Die Wissenschaftler*innen haben in der Studie auch die bisherigen Erfahrungen und derzeitige Arbeiten zum Einsatz biobasierter Additive in biobasierten Kunststoffen zusammengetragen. Im Fokus stehen zurzeit Glycerin, Zuckerderivate und Pflanzenöle als Weichmacher, sekundäre Pflanzenstoffe als Biozide sowie Lignin und Phytinsäure als mögliche Flammschutzmittel. Cellulose-, lignin- und holzfaserhaltige Materialien werden als Nukleierungsmittel zur Beeinflussung der Kristallstrukturen und biobasierte Polymere zur Verbesserung der Schlagzähigkeit erprobt.

Für die Entwicklung von biobasierten Kunststoff-Additiven sprechen die Autor*innen der Studie folgende Empfehlungen für eine Förderung aus:

<ul><li>Weiterentwicklung von biobasierten Weichmachern mit dem Ziel, eine zu konventionellen, phthalathaltigen Weichmachern vergleichbare Performance zu erreichen,</li><li>Entwicklung von Drop-In-Additiven durch die Substitution von petrochemischen durch biobasierte Grundstoffe sowie</li><li>Entwicklung von maßgeschneiderten biobasierten Kunststoffen, insbesondere von flammgeschützten Kunststoffen, bei denen die Flammschutzwirkung stark von der Wechselwirkung zwischen Kunststoff und Additiv abhängt.</li></ul>

Die Studie können Sie hier kostenfrei herunterladen: <a href="https://biowerkstoffe.fnr.de/fileadmin/Projekte/2020/Biokunststoffe/Biobasierte_Additive_Abschlussbericht.pdf" target="_blank">Abschlussbericht der Studie</a>

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) 

https://www.fnr.de

Im Auftrag der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe haben Bio Math und das SKZ eine Übersicht der für biobasierte Kunststoffe eingesetzten Additive erstellt

News FNR 21.10.2020

Trotz dieser großen Bedeutung für die Verarbeitung und den Einsatz gibt es für biobasierte Kunststoffe keine Übersicht zu den genutzten Additiven und vor allem zu deren biobasierten Anteilen. Aus diesem Grund hat die FNR im April 2018 die Erstellung der Studie „Einsatz und Potenzial biobasierter Additive in Kunststoffen“ beauftragt.

Bei der Datenrecherche sind die Wissenschaftler*innen von Bio Math und SKZ zweigleisig vorgegangen: sie haben Experten-Interviews geführt und in der einschlägigen Literatur recherchiert. Analysiert wurden vor allem Daten rund um Funktionsadditive. Füll- und Pigmentstoffe waren nicht Bestandteil der Studie.