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Kunststofftechnik

Nachhaltige Produkte aus Kunststoff schaffen

| Redakteur: Linda Kuhn

Mit einem neuen Forschungsprojekt will das Fraunhofer LBF das Recycling halogenfrei flammgeschützter Kunststoffe verbessern.
Mit einem neuen Forschungsprojekt will das Fraunhofer LBF das Recycling halogenfrei flammgeschützter Kunststoffe verbessern. (Bild: Fraunhofer LBF)

Das Recycling von Materialien gewinnt zunehmend an Bedeutung. Deshalb untersuchen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, wie halogenfrei flammgeschützte Kunststoffe wiederverwertet werden können.

Der Bedarf, Kunststoffe in größerem Umfang wiederzuverwerten, steigt kontinuierlich. Nach Vorgaben der EU soll das Recycling von Kunststoffabfällen hochwertiger werden und die Recyclingquote steigen, Zielvorgabe für 2020 sind 70 %.

Dies gilt auch für flammgeschützte Kunststoffe, die zunehmend mit halogenfreien Flammschutzmitteln ausgerüstet werden. Flammschutzmittel verhindern das Entzünden für eine bestimmte Zeit oder verzögern die Brandausbreitung. Zum Recycling dieser Kunststoffe ist bisher nur sehr wenig bekannt, obwohl sie mit einem geschätzten Wert von 3 Mrd. Euro eine hohe wirtschaftliche Bedeutung auf dem europäischen Markt haben. Dies betrifft vor allem die Elektro- und Elektronikindustrie, den Bau und das Transportwesen. Die Ergebnisse des LBF-Forschungsprojektes haben damit eine Bedeutung für Polymer-, Flammschutzmittel- und Additivhersteller, Compoundeure, Masterbatch-Hersteller, Produzenten von Kunststoffteilen und Recyclingfirmen bis hin zu Beratungsfirmen.

Vor diesem Hintergrund hat das Fraunhofer-Institut LBF für sein Leistungsfeld Polymertechnik ein neues Forschungsvorhaben zum Recycling von halogenfrei flammgeschützten Kunststoffen gestartet. Dieses Projekt soll auch zu Ergebnissen führen, die vor allem klein- und mittelständische Unternehmen in die Lage versetzen, Kosten einzusparen und qualitativ verbesserte Produkte mit hohem Sicherheitsstandard produzieren zu können.

Erstes Forschungsprojekt zur Recyclingfähigkeit halogen flammgeschützter Kunststoffe

In Europa werden heute mengenmäßig rund 70 % sogenannte halogenfreie PIN-Flammschutzmittel verwendet. Diese werden auf Basis von Phosphor (P), anorganischen Substanzen (I) und Stickstoff (N) hergestellt und sind nicht auf Halogenen wie Brom oder Chlor aufgebaut. Ihr Anteil wird wachsen, weil sie dem Wunsch vieler Anwender nach guter Umweltverträglichkeit, Kosteneffizienz und verlässlichem Flammschutz in der Endanwendung entgegenkommen.

Das neue mehrjährige Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts LBF soll erstmalig Antworten auf die Recyclingfähigkeit von halogenfrei flammgeschützten Kunststoffen geben und Wege aufzeigen, die Recyclingfähigkeit sicherzustellen. Gleichzeitig wird ein wichtiger Beitrag zu den gesellschaftspolitischen Themen Ressourceneffizienz und Sicherheit erwartet. Die Forschung findet im Rahmen der Projektförderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung der AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen, hier Forschungsgesellschaft Kunststoffe) und unter Beteiligung von Mitgliedsfirmen der Pinfa statt. Die Pinfa (Phosphorus, Inorganic & Nitrogen Flame Retardants Association) repräsentiert Hersteller und Anwender von halogenfreien Flammschutzmitteln und ist Teil des European Chemical Industry Council (Cefic).

Produktionsabfälle besser nutzen und Kosten sparen

Unternehmen könnten in vielfältiger Weise vom neuen Forschungsprojekt profitieren: Sie könnten eigene Produktionsabfälle bei flammgeschützten Formulierungen besser nutzen und dadurch Kosten einsparen. Die Erkenntnisse würden daneben zu qualitativ verbesserten Produkten mit hohem Sicherheitsstandard führen, mögliche Gefahrenquellen von Abbauprodukten könnten erkannt und kompensiert werden. Wettbewerbsvorteile würden weiterhin darin bestehen, Recycling-Kunststoffe als Marketing-Instrument zu nutzen und neue Produkte auf dieser Basis aufzubauen. Weil das Institut anwendungsrelevante und heutige kommerzielle Formulierungen verwendet, können die interessierten Unternehmen die Erkenntnisse sofort und unmittelbar umsetzen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen entsteht durch die Wiederverwendung von Produktionsabfällen auch ein klarer Wettbewerbsvorteil. Risiken, beispielsweise Produkthaftung bei der Verwendung von Rezyklaten, können durch die erarbeitete Datenbasis minimiert werden.

Das Forschungsvorhaben würde durch die angestrebte werkstoffliche Verwertung von rezyklierten halogenfrei flammgeschützten Kunststoffen den Einsatz von Rohstoffen verringern. Daneben würde es dazu beitragen, dass Ressourcen effizienter genutzt und geschont werden können. Dank verbesserter Eigenschaften von rezyklierten Kunststoffen, wie der mechanischen Kennwerte, würde es möglich sein, neue Anwendungen für diese Rezyklate zu erschließen und neue Geschäftsfelder aufzubauen. Bei einem europäischen Marktvolumen von 3 Mrd. Euro für halogenfrei flammgeschützte Kunststoffe schätzt das Fraunhofer-Institut LBF das Kosteneinsparungspotenzial durch die Verwendung von Produktionsabfällen auf 150 Mio. Euro jährlich.

Für die Qualitätsverbesserung beim werkstofflichen Recycling von Kunststoffen spielen Recycling-Additive eine wichtige Rolle. Mit der Zugabe von maßgeschneiderten Stabilisatoren, Kompatibilisatoren und reaktiven Zusätzen erreichen Rezyklate Qualitäten, die mit denen von Neuware konkurrieren können.

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