TechCirlcePolymers – Technologietransfer zur nachhaltigen Kreislaufwirtschaft von Polymer- und Biopolymerwerkstoffen
Das Ziel des Technologietransferprojekts “TechCirclePolymers” ist die Verbesserung der Kreislaufwirtschaft von Polymer- und Biopolymerwerkstoffen, um so einen Beitrag an den im European Green Deal gesteckten Umwelt- und Klimazielen zu leisten. Dabei geht es maßgeblich um die Reduktion der Treibhausgase, sowie eine Entkopplung der Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen. Dies soll durch den EInsatz natürlicher Ressourcen zur HErstellung und Eigenschaftsoptimierung der Kunststoffe, sowie die Ermöglichung bzw. Steigerung des Recyclings erreicht werden. Ebenso ist eine Reduzierung der Abfallmenge/-entsorgung ein weiterer Ansatzpunkt.
News
Seit November 2024 haben wir im Großprojekt ein neues Teilprojekt:
“Bio Analytik”
Das Projekt findet in Zusammenarbeit mit dem lokalen Partner “NETZSCH” statt.
Projektschwerpunkte
Ziele des Projekts
Das Ziel des Projekts ist die Verbesserung der Kreislaufwirtschaft von Bio:Polymerwerkstoffen um einen Beitrag zu den Umwelt- und Klimazielen im European Green Deal zu leisten.
Dabei lassen sich zwei Unterziele definieren:
- Unterziel 1: Reduktion der Treibhausgase (CO2 arme Wirtschaft)
- Unterziel 2: Entkopplung der Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen
Um die Ziele zu erreichen, gibt es verschiedene Lösungsansätze, die verfolgt werden sollen:
- Lösungsansatz 1: Einsatz von natürlichen Ressourcen zur Herstellung und Eigenschaftsoptimierung der Kunststoffe
- Lösungsansatz 2: Ersatz von konventionellen Kunststoffen durch Biokunststoffe
- Lösungsansatz 3: Steigerung des Recyclings der Werkstoffe (Kostenreduktion, Nachhaltigkeit, Energieeinsparung)
- Lösungsansatz 4: Reduzierung der Abfallmenge/-entsorgung (Erhöhung der Produktlebenszeit, Recyclingfähigkeit, End-of-Life Optionen, …)
Teilprojekt 1 “BioKrümelKleie”
Tagtäglich fallen in Bäckereien große Mengen an Bäckereireststoffen, wie Kleie oder Krümel, an. Diese finden jedoch aktuell kaum eine Weiterverwertung. Ziel des ersten Teilprojekts ist daher die Herstellung eines mit Bäckereireststoffen additivierten Biopolymer-Compounds, wodurch ein eigentliches Neben- bzw. Abfallprodukt einen neuen Einsatzbereich findet. Durch die Verwendung der Reststoffe kann ein großer Beitrag zur Abfallwirtschaft geleistet und zugleich ein neues Kreislaufsystem geschaffen werden.
Die Bäckereireststoff-Biopolymer-Compounds werden im Anschluss im Spritzgießverfahren zu einem neuen nachhaltigen und funktionellen Produkt, wie z.B. einem Pflanztopf oder einer Brotdose weiterverarbeitet.
Gemeinsam mit den beiden Projektpartnern “Fickenschers Backhaus GmbH” und “BKW Kunststoff GmbH” wird an diesem Teilprojekt geforscht.
Lichtmikroskopische Analyse der Bäckereireststoffe: Mischkleie (links), Krümel (Mitte) und Roggenkleie (rechts).
Teilprojekt 2 “BioCaps”
Polypropylen zählt aufgrund seiner sehr guten chemischen und tech- nischen Eigenschaften zu den am weitesten verbreiteten konventionellen Kunststoffen der Welt. Allerdings basiert PP auf fossilen Ressourcen und hat auch eine lange Lebensdauer. Es ist bekannt, dass PP nicht biologisch abbaubar ist und somit auch lange Zeit in der Umwelt verbleiben kann. Aus diesem Grund nimmt das Interesse an umweltfreundlichen, biobasierten Alternativen zu. In dem vorliegenden Projekt soll das bisher genutzte Polypropylen gegen einen biobasierten Kunststoff ersetzt werden. Dabei soll der Kunststoff über das bisherige Spritzgießverfahren verarbeitbar sein und die notwendigen Eigenschaften für Schraubverschlüsse erfüllen.
Zusammen mit der Fa. Klett Kunststofftechnik wird an diesem Teilprojekt geforscht.
Zugprüfstäbe aus Polylactid (durchsichtig) und mit Bienenwachs bzw. Kieselgur modifiziertes Polylactid.
Teilprojekt 3 “RecycleBra”
Bei der PU-Schaumstoffverarbeitung fallen derzeit große Mengen an Verschnitten oder fehlerhaften Produkten an. Diese finden kaum eine Weiterverwendung, sondern werden thermisch recycelt. Im Projekt “RecycleBra” soll ein Verbund aus Polyestertextil, PU-Schaumstoff und einem Hotmelt-Klebstoffsystem zunächst zerkleinert werden und die erhaltenen Schaumstoff-Textil-Partikel zu einer “neuen” Schaumstoffplatte weiterverarbeitet werden, um so fossile Ressourcen zu schonen.
Das Teilprojekt wird in Kooperation mit den Firmen KomRec-ReCond GmbH und Mühlmeier Bodyshaping GmbH durchgeführt.
Lichtmikroskopische Analyse des Schaumstoff-Textil-Gemischs nach der Zerkleinerung bei 20-facher (links) und 50-facher Vergrößerung (rechts).
Aktuell werden Oberflächenschutzfolien, welche ihren Einsatz z.B. als Kratzschutz während des Lieferns/Einbauens von Fenstern finden, aufgrund der notwendigen Klebeschicht aufwendig hergestellt. Dies führt zu einem relativ hohen CO2 Fußabdruck und Materialverbrauch.
Um CO2 einzusparen und den Materialverbrauch bei der Herstellung der Klebeschicht zu reduzieren, soll im vorliegenden Projekt lösemittelfrei gearbeitet werden und die Klebeschicht direkt auf die Polyolefinbasierte Trägerfolie appliziert werden.
Gemeinsam mit dem Projektpartner “jura-plast GmbH” wird an dem vorliegenden Projekt gearbeitet.
Teilprojekt 5 “Eco Straw”
Aktuell finden Brot- und Brötchenkrümel sowie Kleie, die als Nebenprodukt in Bäckereien tagtäglich anfallen, keine weitere Verwendung und ist ein reines Abfallprodukt. Um einen wichtigen Beitrag zur Abfallwirtschaft und zeitgleich zur Bioökonomie zu leisten, sollen in dem Projekt “Eco Straw” die Brot- und Brötchenkrümel sowie die Kleie und Kombinationen aus den beiden Materialien als Füllstoff für ein Biopolymer genutzt werden.
Das Ziel ist es, einen nachhaltigen Mehrweg-Strohhalm durch eine Modifizierung der Bäckereireststoffe und/oder des Biopolymers zu entwickeln. Dabei soll der Strohhalm zum einen Wasserbeständig sein und zum anderen gegenüber Schimmelbildung resistent sein, um ein langlebiges und gesundheitlich unbedenkliches Produkt zu generieren.
Teilprojekt 6 “BioAnalytik”
Die Themengebiete “Nachhaltigkeit” und “Ressourcenschonung” finden in immer mehr kunststoffverarbeitenden Unternehmen Anklang, so dass hier vermehrt die Biopolymere zum Einsatz kommen. Vor allem bei einem sehr kurzen Produktlebenszyklus, wie zum Beispiel Verpackungen, ist der Wunsch nach einer nachhaltigen (und biologisch abbaubaren) Alternativlösung sehr hoch. Aufgrund seiner guten Verfügbarkeit und des sehr niedrigen Preises ist der Biokunststoff “thermoplastische Stärke” (TPS) für viele Bereich eine gute Wahl. Jedoch besitzt TPS auch einige Nachteile, wie die Auf- und Abnahme von Feuchtigkeit/Wasser, die Verarbeitung oder auch die Langzeit- und Formstabilität. Daher muss die TPS meistens mit Additiven oder einem anderen Biokunststoff modifiziert werden.
Im Projekt “BioAnalytik” soll ein Blendsystem aus TPS und Polybutylensuccinat (PBS) näher betrachtet werden und dabei der Einfluss von Verstärkungsstoffen, Verträglichkeitsvermittler und Umwelteinflüssen (z.B. Temperatur und Feuchtigkeit) geklärt werden. Dazu werden die Blendsystem mit den gängigsten Analysemethoden untersucht und gemeinsam mit dem Partner NETZSCH die Analysen bewertet und in einem E-Book zusammengefasst.
Kontakt
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