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Polyolefin-Rezyklate stabiler machen

Puzzelteil beim der Compoundierung: Fraunhofer LBF und Brüggemann arbeiten an maßgeschneiderten Stabilisatoren für Polyolefin-Rezyklate. Grafik: Fraunhofer LBF

Fraunhofer LBF und Brüggemann kooperieren bei der Entwicklung einer neuen Generation von Stabilisatoren für hochwertige Polyolefin-Rezyklate.

Rezyklate werden aus Altkunststoffen hergestellt. Allerdings weisen Kunststoffe, wenn sie oft viele Jahre ihre Funktion erfüllt haben, Vorschädigungen durch Umwelteinflüsse wie Oxidation und Foto-Oxidation auf. Mit der Folge, dass die Verarbeitung und die Langzeitstabilität des Kunststoffs negativ beeinflusst werden, und das stellt eine höherwertige Nutzung des Rezyklats in Frage.

Neue Stabilisator-Systeme für Polyolefin-Rezyklate

Forscher am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt, haben jetzt neue Stabilisator-Systeme für Polyolefin-Rezyklate, insbesondere aus Polypropylen und Polyethylen, entwickelt. Die neuen Stabilisatoren werden die Auswirkungen von Schädigungen gezielt und signifikant verringern, so dass sich die damit hergestellten Rezyklate erneut für die Verarbeitung zu anspruchsvollen Produkten eignen. Derzeit arbeitet das Fraunhofer LBF eng mit Brüggemann, einem Hersteller von Hochleistungsadditiven aus Heilbronn zusammen, der auch die Produktion und den weltweiten Vertrieb übernehmen wird.

Spezielle Additive für die Nachstabilisierung

Das Fraunhofer LBF hat sein Know-how zur Wirkung von Kunststoff-Additiven, wie Antioxidantien, Lichtschutz-, Flammschutz- und Nukleierungsmittel, jetzt für die speziellen Herausforderungen von Rezyklaten genutzt. Stand der Technik war dabei die Nachstabilisierung, das heißt der Ersatz der im ersten Leben verbrauchten Stabilisatoren. Traditionell wirken diese allerdings unspezifisch – sie unterscheiden nicht zwischen Neuware und Rezyklat. Dem gegenüber haben die neuen Stabilisator-Systeme aufgrund ihrer speziellen Reaktivität das Potenzial, Vorschädigungen komplett zu kompensieren. So erlauben sie die gezielte Additivierung, um Rezyklate mit neuwaregleicher Verarbeitungs- und Langzeit-Wärmestabilität zu erhalten. Dabei basieren die neuen Systeme anteilig auf nachwachsenden Rohstoffen.

Forschungscluster „Circular Plastics Economy“

Dass diese Entwicklung in kurzer Zeit realisiert werden konnte, ist auch dem kürzlich ins Leben gerufenen Forschungscluster „Circular Plastics Economy“ zu verdanken. Über Branchengrenzen hinweg entwickeln hier fünf Institute der Fraunhofer-Gesellschaft gemeinsam mit ihren Stakeholdern Systemleistungen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft, die von Prototypen über das Recycling bis zu Geschäftsmodellen reichen.

„Mit seiner Erfahrung im Bereich der Kunststoffadditive und seiner Marktdurchdringung ist Brüggemann für uns der richtige Partner, um unsere Ideen für das Upcycling von Kunststoffen rasch zur Marktreife zu bringen“, unterstreicht Dr. Rudolf Pfaendner, Bereichsleiter Kunststoffe am Fraunhofer LBF. Aufbauend auf den Entwicklungsarbeiten des Fraunhofer LBF wird Brüggemann die neuen Rezepturen für verschiedene Anwendungen optimieren, großtechnisch herstellen und die weltweite Vermarktung übernehmen.

Qualität von Rezyklaten auch bei Polyolefinen anheben

Traditionell setzt Brüggemann einen Schwerpunkt bei Hochleistungsadditiven für Polyamide, darunter Hitze-, Verarbeitungs- und Lichtstabilisatoren, Prozesshilfsmittel und Modifikatoren. Derzeit baut das Unternehmen eine neue, automatisierte Produktionsanlage, auf der dann auch die Herstellung der neuen Additive für das Polyolefin-Recycling integriert sein wird.

Dazu Dr. Klaus Bergmann, Bereichsleiter Kunststoffadditive bei Brüggemann: „Wir sind sehr gerne die Kooperation mit dem Fraunhofer LBF eingegangen, um gezielt unser Portfolio von Recyclingadditiven auf Polyolefine zu erweitern. Letztlich ist es unser Ziel, die Qualität von Rezyklaten deutlich anzuheben und damit einen wichtigen Beitrag für ein Up-Cycling von Kunststoffabfällen zu leisten.“

Bereits zur K2019 stellt Brüggemann auf Stand D08 in Halle 8a reaktive Kettenmodifikatoren für Polyamid-Rezyklate vor, die präzise und robust die für die jeweilige Anwendung gewünschte Einstellung der Molmassen und Viskositäten ermöglichen. Dabei reichen jeweils bereits geringe Additivmengen und ein einziger Extrusionsschritt aus, um Rezyklate herzustellen, deren Eigenschaften auf dem Niveau von Neuware liegen.

mg

 

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