Additive: Pflanzenkohle statt Industrieruß

Das IFBB Hannover forscht an elektrisch leitfähigen Kunststoffen, denen als Additiv Pflanzenkohle statt des herkömmlichen Industrieruß beigemischt wird.

Das Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IFBB) an der Hochschule Hannover forscht daran, elektrisch leitfähige Pflanzenkohle anstelle von Industrieruß als Additiv in Kunststoffe einzuarbeiten. Damit sollen nachhaltige Kunststoff-Compounds produziert werden, die als Euro-Transportkisten oder in der Elektroindustrie verwendet werden können. Bei dem zu entwickelnden Kunststoff handelt es sich um ein elektrisch leitfähiges Thermoplast-Pflanzenkohle-Granulat.

Im Allgemeinen gelten Kunststoffe als schlechte elektrische Leiter. Um einen zuverlässigen Umgang mit empfindlichen elektronischen Bauteilen zu ermöglichen, sind elektrisch leitfähige oder statisch ableitende Materialien für die Transportbranche erforderlich. Um die zu erreichen, werden in die Kunststoffe leifähige Industrieruße eingearbeitet.

Ein Team bestehend aus dem Unternehmen Novocarbo und dem IFBB hat es sich nun zum Ziel gemacht, Industrieruße durch Pflanzenkohle zu ersetzen und so ein nachhaltigeres Produkt zu entwickeln. Um dies zu ermöglichen, wird einerseits an den Pyrolyseverfahren und andererseits an der Kompression und Granulierung der Pflanzenkohle gearbeitet. Einflussfaktoren sind dabei die pflanzliche Rohstoffquelle, die Pyrolysebedingungen (Temperatur, Zeit, Gasumgebung) und die Kompressions- bzw. Granulierungstechnik.

Ziel ist eine Pflanzenkohle mit einer homogenen Partikelgrößenverteilung im µm-Maßstab, welche über einen Seitendosierer kontrollierbar der Kunststoffschmelze während der Compoundierung zugeführt wird. Die notwendige verfahrenstechnische Entwicklung bezieht sich hier auf die kompressionsminimierte und vibrationsunterstützte Zugabe von hohen Anteilen an leitfähiger Pflanzenkohle über die Seitendosiereinheit des Extruders.

Für das Ziel einer elektrischen Leitfähigkeit muss sichergestellt sein, dass die pyrolysierten Partikel in hoher Anzahl im gegenseitigen Kontakt in der Thermoplast-Matrix vorhanden sind, um elektrische Strompfade ausbilden zu können. Hier wird sich der Herausforderung gestellt, die nötigen hohen Anteile an Pflanzenkohle in ausgewählte Thermoplaste zu integrieren –  unter Gewährleistung der Funktionalität und unter Beibehaltung von Materialeigenschaften für das anvisierte Produkt.

Durch das neu entwickelte Thermoplast-Pflanzenkohle-Granulat soll die Nachfrage nach biobasierten funktionalen Additiven in der Kunststoffverarbeitung geweckt und gefördert werden.

mg