Extrusion 2-2023

44 kompakt Extrusion 2/2023 reitungstechnologien bestimmen ent- scheidend die Qualität des resultierenden Rezyklats. Der Compoundeur hat darüber hinaus verschiedene Möglichkeiten, die Qualität und die Eigenschaften durch ver- schiedene Maßnahmen weiter zu opti- mieren. Etwa durch eine gezielte (Re-) Additivierung oder durch den anteiligen Einsatz von Neuware. Bereits die Identifikation und Bewertung geeigneter extrudierfähiger Sekundärma- terialien, wie sortierte und aufgereinigte Flakes oder Mahlgut, ist mit hohem Auf- wand verbunden. Die nachgelagerten Schritte, zum Beispiel Charakterisierung bzw. Qualitätskontrolle, Homogenisie- rung, sind ebenfalls aufwendig und häu- fig an die Sicherung großer Chargen gekoppelt. Die Komplexität erhöht sich nochmals durch die Variablen in der Compoundierung (Formulierung, Pro- zess). Ob im Ergebnis die Zieleigenschaf- ten, wie mechanische Eigenschaften, Alterungsbeständigkeit), erreicht werden und diese auch über weitere Variablen, wie Charge-zu-Charge-Variabilität der Eingangsstoffströme, sicher beherrscht werden, zeigt sich oftmals erst spät im Entwicklungs- oder Optimierungszyklus. Vielfach erfolgt dies heute nach der Trial- and-Error-Methode. Abhängigkeiten frühzeitig erkennen : Ziel des neuen Verbundprojektes ist es, Neues Projekt erarbeitet Analytik und Perspektiven zur stoffstrom- angepassten Schmelzeauf- bereitung Im Rahmen des Verbundprojektes “Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in Rezyklaten” legt das Fraunhofer-Insti- tut für Betriebsfestigkeit und Systemzu- verlässigkeit LBF die Grundlagen für die Steigerung des PCR-Anteils nun auch für hochwertige industrielle Anwendungen in technischen Kunststoffen. Dabei erar- beiten die Darmstädter Forschenden ge- meinsam mit den Projektpartnern um- fangreiche Kenntnisse zu Abhängigkeiten zwischen der Zusammensetzung der Ein- gangsmaterialien, Einflussgrößen wäh- rend der Compoundierung (zum Beispiel Anteil und Zustand Neuware, Re-Additi- vierung) und den resultierenden Anwen- dungseigenschaften. Unterstützt durch ausgewählte analytische Methoden wer- den grundlegende Abhängigkeiten er- mittelt, die den Projektteilnehmern das notwendige Wissen zur optimalen Be- herrschung ihrer Stoffströme. Mehr Rezyklate in technisch an- spruchsvollen Anwendungen : Von der Kunststoffindustrie werden tragfähige und praktisch umsetzbare Lösungen er- wartet, die den Anteil von Rezyklaten, auch in technisch anspruchsvollen An- wendungen, deutlich erhöhen. Während post-industrial-Rezyklate (PIR) noch sehr definiert zusammengesetzt sind, ist die Vielfalt möglicher Zusammensetzungen (zum Beispiel Fremdpolymere, Nicht- Kunststoffanteile, Additive, Klebstoffe, etc.) und Alterungszustände bei post- consumer-Rezyklaten (PCR) sehr hoch und unterliegt nicht zuletzt regionalen und saisonalen Schwankungen. Diese wirken sich dann auch in den resultieren- den Produkteigenschaften aus. Beispiels- weise verschlechtern sich in der Regel die Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften mit steigendem Anteil an PCR im Compound bzw. im daraus her- gestellten Produkt. Auch die Alterungsbeständigkeit und damit die Lebensdauer eines Compounds wird wesentlich durch seine Zusammen- setzung bestimmt. Der Zustand des ein- gesetzten Stoffstroms sowie die verwendeten Sortier-, Trenn- und Aufbe- Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in Rezyklaten umfangreiche Kenntnisse zu Abhängig- keiten zwischen der Konfektionierungs- form (zum Beispiel Granulat, Mahlgut), der chemischen Zusammensetzung der Eingangsmaterialien, Einflussgrößen wäh- rend der Compoundierung (zum Beispiel Anteil und Zustand Rezyklat, Re-Additi- vierung) und den resultierenden Anwen- dungseigenschaften, vor allem mit Blick auf das mechanische Verhalten sowie die Alterungsbeständigkeit, zu entwickeln. Dies erfolgt am Beispiel ausgewählter Kondensationspolymere, die in techni- schen Anwendungen zum Einsatz kom- men, wie zum Beispiel Polyamide (PA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybuty- lenterephthalat (PBT) oder Polycarbonat (PC). Unter Berücksichtigung typischer, zusammen mit den Projektteilnehmern definierten Anforderungsprofilen, werden am Fraunhofer LBF beispielhafte und re- präsentative Formulierungen unter Nut- zung von ausgewählten Rezyklaten und definierten Additiven hergestellt. Die ein- gesetzten Rezyklate werden zuvor einge- hend im Hinblick auf für die Verarbeitung und die Anwendungseigenschaften rele- vanten molekularen Parameter charakte- risiert. Chemische Zusammensetzung (hinsicht- lich Polymeranteil und Fremdstoffen), Ad- ditive und Molekulargewichtsverteilung stehen dabei im Fokus. Auf diesen Er- Die Alterungseigenschaften von post-consumer-Rezyklaten (PCR) werden im Rahmen des neuen Verbundprojektes schon früh in der Entwicklungsphase beurteilt (Foto: Fraunhofer LBF, Raapke)