Kunststoffentwicklung: Biobasierte, zirkuläre Kunststoffe für mehr Nachhaltigkeit

Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik „Umsicht“ neue Werkstoffe. Dabei stehen Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft und Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt im Fokus.

Im Projekt Inka gewinnen die Forschenden aus dem ungenießbaren Kaffeeöl ein wertvolles chemisches Zwischenprodukt. Es eignet sich für die Herstellung von Kunststoff Additiven. Entölten Kaffeesatz nutzen sie als alternativen Rohstoff für die Papier- und Kartonindustrie. »Eine besondere Herausforderung bei unserem Projekt ist das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung«, erklärt Inna Bretz, Abteilungsleiterin Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer Umsicht. 

Bei der Produktion von Nahrungsmitteln ist es üblich, Einwegschutzbekleidung zu tragen, um Sicherheits- und Hygienevorschriften einzuhalten. Teile der Schutzbekleidung können in den Nahrungsmitteln landen und dort nicht detektiert werden. Das ist der Hintergrund des Projekts Detektpu zur Entwicklung eines Folienwerkstoffs auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und röntgendetektierbaren Additiven. „Die bisherigen Projektergebnisse sind vielversprechend. Aktuell planen wir weitere Entwicklungsschritte mit unserem Projektpartner,« berichtet Christina Eloo, Gruppenleiterin Kunststoffentwicklung.

Technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko erfordern flammgeschützte, wärmeformbeständige und schlagzähe Kunststoffe. Die Grenzen bei Biokunststoffen liegen allderdings beim Brandverhalten, einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit oder Schlagzähigkeit. Im Rahmen des Projekts „Techplastic“ werden PLA-Compounds für langlebige Produkte anwendungs- und marktnah unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen und Kosten entwickelt. 

Weitere Forschung gilt Kunststoffen mit angepasster Abbaubarkeit, die während der Nutzungsdauer die gewünschten Eigenschaften erfüllen wie Geotextilien oder Mulchfolien. Zur Untersuchung und Bewertung der Eigenschaftsänderungen von Kunststoffen während der Alterung durch Umwelteinflüsse stellen die Forschenden im Labor die Bedingungen so anwendungsnah wie möglich ein. Dazu können je nach Produkt verschiedene Substrate wie Kompost, Erde oder Wasser verschiedene Temperaturen und UV-Licht eingesetzt werden.

Fraunhofer Umsicht stellt aus auf der K 2022.

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