Umweltflutsch Biobasiertes PHA schafft unbedenkliche Schmier- und Gleitsysteme

Rund 700.000 Tonnen Schmierstoffe auf fossiler Basis werden alleine in Deutschland im Jahr eingesetzt. Das Fraunhofer-Umsicht und Industriepartner wollen die Zeiger deshalb in Richtung Bio drehen.

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Wenn Maschinen in doppelter Hinsicht reibungslos laufen und gleichzeitig vor vorzeitigem Verschleiß und Korrosion geschützt werden, liegt das meist an hoch spezialisierten Schmierstoffen. Doch diese Problemverhinderer sind aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung oft nicht ganz unbedenklich, merken die Forschenden am Fraunhofer-Umsicht an. Denn übliche Schmierstoffe oder Gleitlacke basieren größtenteils auf Erdöl. Deshalb sollte man den Blickwinkel auch bei Ihnen in Richtung Nachhaltigkeit lenken, was ihre Produktion und nicht zuletzt die Entsorgung betreffe. Zwar gibt es gute Bioschmierstoffe, aber die stehen noch vor erheblichen Herausforderungen – insbesondere mit Blick auf den CO₂-Footprint und die Produktkosten, heißt es weiter. Das soll sich aber ändern.

Den existierenden Gleitmitteln mindestens ebenbürtig

Das Institut arbeitete deshalb im vom BMBF geförderten Projekt „PHAt – Polyhydroxyalkanoate als Verdickungs- und Bindemittel in technischen Schmierstoffen“ mit weiteren Partnern dreieinhalb Jahre an einer umweltverträglichen Schmierstoffalternative. Gegenstand der Bemühungen war die Entwicklung entsprechender Verdickungs- und Bindemittel auf Basis biotechnisch hergestellter Polyhydroxyalkanoate (PHA). Den Impuls gab das durch die Industrielle Biotechnologie Bayern Netzwerk GmbH (IBB Netzwerk GmbH) geleitete Kooperationsnetzwerk „BioPlastik“. Die Ergebnisse werden als vielversprechend bezeichnet.

Die Aufgabenstellung im Rahmen des Projekts lautete konkreter, PHA als Verdickungsmittel in einem vorzugsweise biologischen Schmiermittel (EN16807 oder 2011/381/EU) zu nutzen und auf PHA-Basis Verdickersysteme für konsistente Schmierstoffe zu entwickeln und PHA auch als Bindemittel für Gleitlacke auf Polymerbasis zu verwenden. Dabei sollten die Eigenschaften der umweltverträglicheren Additive denen konventioneller Verdicker mindestens gleichwertig entsprechen, wie Dr. Inna Betz, Abteilungsleiterin zirkuläre und biobasierte Kunststoffe am Fraunhofer-Umsicht, erklärt.

Chemische Anpassungen verbessern Grundöl-Kompatibilität

Um diese Ziele zu erreichen, starteten die Experten mit einer präzisen Definition der für Schmierstoffe insgesamt relevanten technischen Eigenschaften, die folglich auch von den PHA-basierten Produkten zu erfüllen sein sollen. Nach grundlegenden Tests in Sachen Kompatibilität von PHA mit herkömmlichen Grundölen, die eine Einschätzung elementarer Herausforderungen ermöglichten und schnell deutlich machten, dass genau diese Kompatibilität nicht ausreichend gegeben ist und deshalb chemische Modifikationen der PHA notwendig sind. Dieses Problem habe man gelöst, auch wenn man nicht verrät wie. Sowohl im Bereich der Verwendung von PHA in Gleitlacken als auch in der Kombination modifizierter PHA mit bestimmten Grundölen habe das Ganze schließlich optimistische Ergebnisse hinsichtlich der Kompatibilität und des gewünschten Verdickungseffekts geliefert.

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