Recycling von carbonfaserverstärkten Kunststoffen

Dr. Diana Freudendahl, Stefan Reschke, Dr. Ramona Langner

Der Leichtbau und die Entwicklung entsprechender Werkstoffe werden weiterhin stark vorangetrieben und ihre Anwendungsfelder nehmen stetig zu. Neben den Leichtmetallen sind hier vor allem Kunststoffe und faserverstärkte Kunststoffe (FVK) von Interesse. Aufgrund strenger rechtlicher Bestimmungen sowie ökologischer und ökonomischer Überlegungen wird dabei mittlerweile nicht mehr nur die Herstellung der Materialien betrachtet, sondern zunehmend bereits vor deren Einsatz auch ihr Verbleib nach Lebensende geklärt. Während viele Werkstoffe bereits gut recycelt werden können, stellen insbesondere die noch relativ jungen carbonfaserverstärkten Kunststoffe (CFK) eine Herausforderung dar. Verwertbare Abfälle fallen über den gesamten Produktentstehungs- und lebenszyklus an und die Herstellung der eingebetteten Carbonfasern ist sehr energie- und kostenintensiv, weshalb das Recycling auch ökonomisch sinnvoll ist. Hinzu kommt, dass die Deponierung stark reglementiert ist und die rechtlich geforderten Recyclingquoten bereits jetzt sehr hoch sind; für die Automobilbranche liegt sie beispielsweise bei 95%. Weiterlesen

Abwasser effektiv reinigen

© Foto Fraunhofer IKTS
Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS.

Wasser ist lebenswichtig – Abwässer müssen daher möglichst effizient gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf konnten die Trenngrenze dieser Membranen nun deutlich herabsetzen und erstmals auch gelöste organische Moleküle mit einer Molaren Masse von nur 200 Dalton zuverlässig abfiltrieren. So lassen sich selbst Industrie-Abwässer effizient reinigen. Weiterlesen

Mikroplastik schneller messen

Auf der Hannover Messe 2017 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ein neues Verfahren zum Messen winziger Plastikpartikel in der Umwelt. Ein Beispiel für die Forschungsstärke der BAM im Themenfeld Umwelt.

Millionen Tonnen von Plastikabfällen treiben in den Weltmeeren. Tüten, Flaschen oder Fischernetze fallen vielerorts bereits mit bloßem Auge auf. Dieser Plastikabfall wird jedoch durch Einwirkung von Sonne, Gezeiten oder Wind zerkleinert und führt zu einem weniger sichtbaren Umweltproblem: Mikroplastik. Die Kunststoffpartikel sind nur wenige Mikrometer bis ca. 5 Millimeter klein. Doch die Datenlage, wie viel Mikroplastik in der Umwelt ist, woher es stammt und wie genau es entsteht, hat Lücken. Weiterlesen

Neue Bio-Flex Blends für heimkompostierbare Folien und Verpackungen

Heimkompostierbar, dünn und dennoch reißfest sowie bis zu 40 % biobasiert – mit diesen Eigenschaften können z. B. Obst- und Gemüsebeutel aus den neuen Bio-Flex-Compounds von FKuR sogar die strengen Forderungen des französischen Energiewendegesetzes erfüllen; die linke Tüte ist aus dem transparenteren Bio-Flex FX 1803, die rechte aus dem reißfesteren Bio-Flex FX 1824.; Bild © FKuR

Der Biokunststoffspezialist FKuR hat neue Bio-Flex Compounds zur Herstellung dünnwandiger Folien entwickelt, die bei den geringen und wechselnden Temperaturen im Gartenkompost vollständig biologisch abbauen. Das belgische Unternehmen Vinçotte hat für diese Typen das ,OK Compost HOME‘ Zertifikat erteilt. Darüber hinaus erfüllen die meisten von ihnen auch die Vorgaben des Artikels 75 des französischen Energiewende-Gesetzes (Loi sur la transition énergétique). Im Einzelhandel verbietet dieser seit Januar 2017 auch die Nutzung von Plastikbeuteln für Obst und Gemüse sowie an der Käse, Fleisch- und Fischtheke. Tüten aus Biokunststoffen sind davon ausgenommen, wenn sie heimkompostierbar sind und einen Mindestanteil von 30 % (ab 2025 60 %) an nachwachsenden Rohstoffen aufweisen. Weiterlesen

„Ressourceneffiziente Entwicklung von thermisch hochbelastbaren Motorkomponenten aus hybriden Werkstoffverbunden – Experimentelle & numerische Analyse“

Landgrebe D., Krüger L., Schubert N., Jentsch E., Lehnert T.

Abstrakt

Anforderungen an Umwelt- und Klimaschutz, wachsender Energiebedarf, steigende Energiekosten sowie die Erhöhung der Sicherheit bilden den Ausgangspunkt für Forschungstätigkeiten im maritimen Sektor. Im Rahmen des Verbundprojektes »INKOV – Entwicklung innovativer Kolben- und Ventillösungen mit Werkstoffverbunden in Schiffsmotoren« werden metallische Werkstoffverbunde entwickelt und untersucht, durch deren Einsatz in schwerölbetriebenen Großmotoren Stickoxid-Emissionen reduziert werden sollen. Weiterlesen

Vom Phosphorrezyklat zum intelligenten langzeitverfügbaren Düngemittel – Projektstart

Phosphatdünger aus Klärschlammasche herzustellen ist Ziel des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Forschungsprojektes PRiL. Dabei wird auf der Basis des biochemischen P-bac-Verfahrens rückgewonnene Phosphat zu einem marktfähigen Düngemittel weiterentwickelt. Ein besonderes Augenmerk liegt zudem auf der Wiederverwertbarkeit der im Verfahren entstehenden Reststoffe.

Phosphor ist ein elementarer Bestandteil allen Lebens: Menschliche, tierische und pflanzliche Organismen brauchen Phosphor, um existieren zu können, er ist Bestandteil der DNA. Weiterlesen

Maßgeschneiderte Membranen für die Umwelt

Durch das Verbrennen fossiler Energieträger in Kohle- und Gaskraftwerken entstehen umweltschädliche Abgase. Jülicher Forscher arbeiten an Möglichkeiten, diese Abgase nicht nur zu reduzieren, sondern auch nutzbar zu machen. Sie entwickeln keramische Membranen, mit denen sich aus Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf reiner Wasserstoff abtrennen lässt, der dann als sauberer Energieträger – zum Beispiel in Brennstoffzellen – verwendet werden kann. Nun konnten sie die Leistungsfähigkeit dieser Membranen auf einen bisher unerreichten Wert steigern.

In technischen Systemen lassen sich mit Membranen Gase trennen – effizienter und kostengünstiger als mit etablierten Verfahren. Membransysteme ermöglichen so die Abtrennung von schädlichen Klimagasen mit vergleichsweise geringen Verlusten. Gleichzeitig lässt sich so hochreiner Wasserstoff für saubere Energieerzeugung und -speicherung gewinnen. Dies macht keramische Membranen zu einer Schlüsseltechnologie der Energiewende. Weiterlesen

Biologisch abbaubare Verpackung

© Foto Fraunhofer UMSICHT Schematische Darstellung: Verfahren zur Herstellung eines Schaumformteils.

© Foto Fraunhofer UMSICHT
Schematische Darstellung: Verfahren zur Herstellung eines Schaumformteils.

Dank eines neuen Verarbeitungsprozesses können schaumfähige Partikel auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu individuellen Formteilen, z. B. für den Einsatz als Verpackungsmaterial, verarbeitet werden. Die Formteile sind nach Gebrauch kompostierbar.

Partikelschäume werden aufgrund ihrer Produkteigenschaften – leicht, isolierend, passgenau – u. a. in den Bereichen Automotive, Logistik und Verpackung eingesetzt. Konventionelle Schäume aus z. B.  EPS (expandiertem Polystyrol) und EPP (expandiertem Polypropylen) basieren auf fossilen Ausgangsmaterialien und werden in Formteilautomaten mithilfe von Wasserdampf und der Wirkung von Temperatur und Druck hergestellt. Fraunhofer UMSICHT hat gemeinsam mit den Projektpartnern Loick Biowertstoff GmbH, Storopack Deutschland GmbH & Co. KG sowie dem Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung ILU e. V. eine Alternative entwickelt, die im Wesentlichen aus Pflanzenstärke und Wasser besteht. Weitere Additive können die Rezeptur ergänzen. Weiterlesen

Neue bioabbaubare Mulchfolien und Geotextilien in Entwicklung

Interessant für Landwirte und Wasserbau – Biologischer Abbau zum optimalen Zeitpunkt. Eine Mulchfolie soll außerdem Schädlinge abwehren.

In zwei Projekten wollen Teams aus Forschung und Wirtschaft neue Mulchfolien und Geotextilien aus biobasierten Polymeren und Naturfasern entwickeln, bei denen der Abbau genau zum richtigen Zeitpunkt einsetzt. Die Mulchfolien sind für die Landwirtschaft, die Geotextilien für Akteure im Wasserbau interessant. Ein drittes bereits laufendes Vorhaben setzt auf sprühbare Mulchfolien, die durch optische Effekte abschreckend auf Schädlinge wirken.

Alle Vorhaben werden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Weiterlesen

RAMPF: Weniger fossile, mehr nachwachsende Rohstoffe

Zug-, Druck- und Biegefestigkeit sind mehr als konkurrenzfähig: ligninbasierte Polyurethan-Weichschäume, Polyurethan-Hartschäume und Polyurethan-Gießmassen (inklusive Referenzmaterial) entwickelt und hergestellt von RAMPF.

Zug-, Druck- und Biegefestigkeit sind mehr als konkurrenzfähig: ligninbasierte Polyurethan-Weichschäume, Polyurethan-Hartschäume und Polyurethan-Gießmassen (inklusive Referenzmaterial) entwickelt und hergestellt von RAMPF.

Unternehmensgruppe erforscht den Einsatz von Lignin in verschiedenen Polyurethananwendungen

Das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) initiierte Projekt „Pro Lignin“ hat die Substitution von fossilen Rohstoffen durch industriell erhältliche Lignin-Reststoffe für die Herstellung hochwertiger Kunststoffe erforscht. Im Rahmen dieses Projektes arbeiteten RAMPF Polymer Solutions und RAMPF Eco Solutions daran, den Anteil des Biokunststoffes in verschiedenen Polyurethananwendungen zu erhöhen – mit Erfolg. Weiterlesen