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Fraunhofer Umsicht

Halogenfrei flammgeschützte PLA-Compounds erobern neue Märkte

| Redakteur: Peter Königsreuther

Dem Biokunststoff Polymilchsäure (PLA) erschließen sich jetzt neue Einsatzwelten, wie die Experten vom Fraunhofer Umsicht sagen. Im Verbundprojekt Tecplastic soll ein halogenfrei flammgeschütztes PLA-Compound entwickelt werden, dass spritzgegossen werden kann und und auch den Anforderungen der Elektroindustrie genügt. Der Projektpartner Giersiepen testet das Material etwa in Form von Schaltern und Steckdosen des Typs Gira Standard 55, heißt es.
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Dem Biokunststoff Polymilchsäure (PLA) erschließen sich jetzt neue Einsatzwelten, wie die Experten vom Fraunhofer Umsicht sagen. Im Verbundprojekt Tecplastic soll ein halogenfrei flammgeschütztes PLA-Compound entwickelt werden, dass spritzgegossen werden kann und und auch den Anforderungen der Elektroindustrie genügt. Der Projektpartner Giersiepen testet das Material etwa in Form von Schaltern und Steckdosen des Typs Gira Standard 55, heißt es. (Bild: Giersiepen)

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Ein Projektteam aus Industrie und Forschung will die Eigenschaften des Biokunststoffs PLA optimieren, um das ressourcenschonende Polymer etwa für Elektroanwendungen geeignet zu machen.

Je nach Einsatzgebiet müssen Kunststoffe unterschiedliche Anforderungen erfüllen, so die Forscher vom Fraunhofer Umsicht. Speziell für die Elektroindustrie und Transportmittel würden technische Bauteile verwendet, die flammgeschützt, wärmeformbeständig und schlagzäh sein müssten. Noch werden diese Materialien aber zumeist per Monomeren hergestellt, die auf Erdöl basieren, wie es weiter heißt. Ein Projektkonsortium aus Industrie und Forschung entwickle unter der Koordination von Fraunhofer Umsicht nun aber eine umweltgerechte und marktfähige Alternative aus Polymilchsäure (PLA) mit konkurrenzfähigen Werkstoffeigenschaften.

PLA soll für technische Spritzgussteile tauglich werden

Immer häufiger, so die Fraunhofer-Experten kommt der Biokunststoff PLA zum Einsatz. Und PLA stammt aus nachwachsenden Rohstoffen, ist biologisch abbaubar und mittlerweile in hohen Mengen und unterschiedlichen Qualitäten verfügbar. Hinzu komme ein im Vergleich zu konventionellen Polymeren konkurrenzfähiger Materialpreis. „Um vermarktungsfähige Biokunststoffe aus PLA für technische Produkte herzustellen, müssen wir die Werkstoffeigenschaften anpassen und verbessern“, erklärt Hendrik Roch, aus der Abteilung Biobasierte Kunststoffe bei Fraunhofer Umsicht. Dazu zählt er eine hohe Wärmeformbeständigkeit, eine hohe Schlagzähigkeit sowie eine effiziente und halogenfreie Flammschutzausrüstung. „Allerdings geht der Flammschutz meistens zu Lasten der mechanischen Eigenschaften, das heißt die Schlagzähigkeit und die Bruchdehnung verschlechtern sich“, merkt Roch an. Im Fall des eh schon recht spröden PLA würden sich diese Eigenschaften durch Flammschutzmittelzugabe logischer Weise weiter verschlechtern. Ein zusätzliches Problem stelle die langsame Kristallisation von PLA dar. Sie verhindert laut Roch, dass das Material hinreichens wärmeformbeständig ist. Das habe den wirtschaftlichen Einsatz in spritzgegossenen technischen Teilen bisher erschwert.

Durch das Projekt Tecplastic soll PLA optimiert werden

Im Verbundprojekt TechPLAstic soll ein flammgeschütztes PLA-Compound für Spritzgussanwendungen entwickelt werden, das als Alternative zu konventionellen Kunststoffen eingesetzt werden kann. Zusammen mit den Projektpartnern Evonik Industries AG, Fkur Kunststoff GmbH und Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der Rwth Aachen sowie mit Unterstützung durch Gira Giersiepen GmbH & Co. KG, ICL Industrial Products, Nabaltec AG und Alfred Pracht Lichttechnik GmbH untersuchen die Fraunhofer-Forscher die relevanten materialtechnischen Schwachstellen von PLA und optimieren sie. Dafür werden eine Brandschutzklassifizierung UL94-V0 und eine Formbeständigkeit über 100 °C angestrebt. Parallel dazu steht die Verfahrenstechnik des Spritzgießens auf dem Prüfstand. Roch: »Dadurch können wir sowohl aus Material- als auch Prozesssicht wirtschaftlich und technisch tragfähige Lösungen erarbeiten.« Von Beginn an arbeiten im Projekt Techplastic Industrieunternehmen und Forschungsinstitute eng zusammen. Das gewährleistet eine möglichst praxisnahe Entwicklung und einen schnellen Transfer der Ergebnisse in die Industrie. Der Anwendungsfokus des PLA-Compounds liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik.

Das Projekt TechPLAstic wird gefördert durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).

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