Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Fraunhofer LBF: Neue Werkstoffe aus PET-Abfällen des gelben Sacks

Im abgeschlossenen Forschungsvorhaben UpcyclePET hat das Fraunhofer LBF, Darmstadt, zusammen mit der Easicomp GmbH, einem Experten für langglasfaserverstärkte Thermoplaste aus Sembach, einen neuen Werkstoff auf Basis gebrauchter Getränkeflaschen aus PET entwickelt. Dieser weist mechanische Eigenschaften auf, die denen von kurzglasfaserverstärkten Neuware-Kunststoffen aus Polyester oder PA ähneln. Das aus dem neuen Werkstoff hergestellte Demonstrator-Bauteil zeichnet sich darüber hinaus durch eine geringe Schwindung und besonders hohe Maßhaltigkeit aus. Zudem weist der Werkstoff einen deutlich verbesserten CO2-Fußabdruck auf, wie der Projektpartner Öko-Institut in einer orientierenden Lebenszyklusanalyse ermittelt hat. Mit diesen Eigenschaften ausgestattet, haben die neuen Werkstoffe ein hohes Potential, vor allem bei größeren Bauteilen in technischen Anwendungen, wie zum Beispiel in Automobilen, in Möbeln oder im Baubereich, eingesetzt zu werden.

Gemische Kunststoffabfälle (l.) und reine, hochwertige Rezyklate (r.) für neue Kunststoffanwendungen. (Fotos: Fraunhofer LBF/Raapke)

Gemische Kunststoffabfälle (l.) und reine, hochwertige Rezyklate (r.) für neue Kunststoffanwendungen. (Fotos: Fraunhofer LBF/Raapke)

„Das Forschungsvorhaben hat gezeigt, wo Grenzen liegen und wo noch erhebliches Potential schlummert“, erläutert Dr. Tapio Harmia, Geschäftsführer von Easicomp. „Dabei müssen die besonderen Anforderungen von Prozessketten mit Sekundärrohstoffen, wie eine verlässliche und planbare Verfügbarkeit in Menge und Qualität, besonders berücksichtigt werden“, ergänzt Dr. Volker Strubel, Verbundkoordinator des Projekts. „Ganzheitliche Lösungen für ein hochwertiges Re- und Upcycling sind oft branchen- und anwendungsspezifisch. Sie erfordern daher, Akteure entlang der Wertschöpfungskette, beispielswiese Verarbeiter, Konstrukteure und Anwender, frühzeitig in Entwicklungen einzubinden“, erläutert Dr. Frank Schönberger, Abteilungsleiter Polymersynthese im Fraunhofer LBF.

Folgeprojekt erforscht Qualitätssteigerung der PET-Stoffströme

Im Folgeprojekt UpcyclePETPlus wollen sich die Kernpartner mit dem Entsorger Jakob Becker, Mehlingen, und dem Spezialisten für Spritzgießbauteile, K.S. Kunststoff Innovation, Zweibrücken, zwei weiteren zentralen Herausforderungen stellen, um wirtschaftlich attraktive und nachhaltige Upcycling-Lösungen zu entwickeln.

Zum einen werden Sekundär-Stoffströme adressiert, die deutlich geringere Qualitäten und hohe Qualitätsschwankungen mit sich bringen, so wie etwa PET-reiche Fraktionen des dualen Systems, die heute im Wesentlichen nicht werkstofflich verwertet werden können. Im Projekt werden deshalb Trenn- und Reinigungsverfahren zur Qualitätssteigerung der PET-Stoffströme angewandt und weiterentwickelt.

Zum anderen haben sich die Projektpartner das Ziel gesetzt, die Schnittstelle zwischen Werkstoffentwicklung und Herstellprozess des Bauteils zu verbessern. So werden an ausgewählten PET-Stoffströmen LFT-Werkstoffe durch maßgeschneidertes Blenden und Additivieren entwickelt. Schließlich soll der Einfluss und die Wechselwirkung von Faserlänge, Faser- und Rezyklatgehalt sowie der Additivierung gezielt mit Blick auf die anwendungsgerechten Eigenschaften des hergestellten Bauteils untersucht und der dafür eingesetzte Spritzgießprozess optimiert werden.

Ziel von UpcyclePETPlus ist, die bislang nicht stofflich verwertbaren Bestandteile von PET-Verpackungsabfällen für eine hochwertige technische Anwendung zu erschließen. Das dabei neu zu entwickelnde Verfahren soll einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft bei Verpackungskunststoffen leisten und die Ressourcen- und Klimaeffizienz der Kunststoff anwendenden Industrie verbessern.

www.lbf.fraunhofer.de
www.easicomp.de
www.jakob-becker.de
www.ks-kunststoff.de

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