Thema des Monats - Recyclebare sortenreine Verbundstoffe für die Kreislaufwirtschaft

Das FMF entwickelt gemeinsam mit dem Freiburger Leistungszentrum Nachhaltigkeit, dem Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik und dem Unternehmen LyondellBasell neuartige sortenreine Verbundwerkstoffe für den nachhaltigen Leichtbau. Schlüsselkomponenten sind maßgeschneiderte Kohlenwasserstoffmaterialien mit erdölähnlich hohem Energieinhalt, die sich selbst verstärken können. Sie werden sowohl aus fossilen als auch erneuerbaren Rohstoffen in hocheffizienten, lösemittelfreien katalytischen Verfahren erzeugt und können in der Kreislaufwirtschaft nach Ablauf ihres Produktlebens rückstandsfrei werkstofflich recycelt und auch als Rohstoff- und Energiequellen genutzt werden. Während der Herstellung, der Formgebung und dem Werkstoffrecycling bilden sich Nanostrukturen aus hochorientiertem, hochfestem Polyethylen aus, welche Polyethylen sehr wirkungsvoll verstärken. Im Unterschied zu konventionellen Verbundwerkstoffen sind dazu keinerlei Fremdstoffe erforderlich, die für das Recycling problematisch sind. Die Nanostrukturen sind Teil der gesamten Werkstoffstruktur und erfordern keine Zusätze von Nanopartikeln oder Nanofasern verbunden mit Emissionsproblemen. Gegenüber kommerziellem Polyethylen kann die Bilanz von Steifigkeit, Festigkeit und Schlagzähigkeit erheblich gesteigert werden. Gegenwärtig entwickelt der FMF-Forschungsverbund neue Formgebungsverfahren, um die Selbstverstärkung nach Computerdesignvorgaben anwendungsgerecht zu variieren. Diese Neuentwicklungen werden im Oktober bei der weltgrößten Kunststoffmesse K19 in Düsseldorf vorgestellt.

Literatur:

T. Hees, F. Zhong, M. Stuerzel, R. Muelhaupt, “Tailoring Hydrocarbon Polymers and All-Hydrocarbon Composites for Circular Economy”, Macromol. Rapid Commun. 2019, 40 (1), n/a.