{"id":10138,"date":"2007-06-28T00:00:00","date_gmt":"2007-06-27T22:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bio-based.eu\/news\/index.php?startid=20070628-07n"},"modified":"2007-06-28T00:00:00","modified_gmt":"2007-06-27T22:00:00","slug":"kunststoffgranulat-mit-getreidefuellung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kunststoffgranulat-mit-getreidefuellung\/","title":{"rendered":"Kunststoffgranulat mit Getreidef\u00fcllung"},"content":{"rendered":"

Seit mehreren Jahren werden Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen entwickelt, die auf Standard-Kunststoffverarbeitungsmaschinen verarbeitbar sein sollen. Einsatzgebiete haben vor allem synthetische Kunststoffe finden k\u00f6nnen, die mit nachwachsenden Rohstoffen, wie z.B. Holz und Naturfasern, gef\u00fcllt sind. Hier werden die Vorteile der guten Verarbeitbarkeit erreicht durch den synthetischen Kunststoff, die nachwachsenden Rohstoffe dienen als F\u00fcllstoff bzw. als Verst\u00e4rkung. In einem ProInno-II<\/a>-Kooperationsprojekt wurden Kunststoffgranulate, gef\u00fcllt mit nachwachsenden Rohstoffen in Form von Getreide, entwickelt. Partner des Projektes waren die CKT Kunststoffverarbeitungstechnik GmbH<\/a> in Penig\/ OT Tauscha, die ParaPack GmbH<\/a> in Oppach und das Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH (KUZ<\/a>).<\/b><\/p>\n

Zielstellung der fachlichen Arbeiten war der partielle Ersatz des synthetischen Kunststoffs durch einen kosteng\u00fcnstigeren, nachwachsenden Rohstoff bei Erhalt der Eigenschaften des synthetischen Kunststoffs. Als F\u00fcllstoff wurde Getreide in verschiedenen Aufbereitungsformen vorgesehen.<\/p>\n

\"0706-Compounds-01.jpg\"\/Kunststoff-Getreide-Mischungen<\/b>
In der ersten Versuchsreihe wurden die Matrixmaterialien Polypropylen Domolen® 1100 und Polyethylen Liten® MB 62 sowie die sieben verschiedenen F\u00fcllstoffe Weizengrie\u00df, Weizenkleie, Weizenschrot, Roggenmehl, Roggenkleie (RK), Roggenschrot sowie Maisgrie\u00df (MG) ausgew\u00e4hlt. Im Kunststoffzentrum Leipzig erfolgte die Herstellung von 14 Labor-Compounds (F\u00fcllstoffanteil 50 Masseprozent) auf einem Labor-Zweischneckenextruder aus den obengenannten Materialien. Aus den Labor-Compounds wurden anschlie\u00dfend auf einer Spritzgie\u00dfmaschine Pr\u00fcfst\u00e4be gespritzt. Es erfolgte die Festlegung des Verarbeitungsbereiches f\u00fcr die Compounds.<\/p>\n

Um einen Abbau der nat\u00fcrlichen F\u00fcllstoffe zu verhindern, m\u00fcssen die Compounds vor der Verarbeitung getrocknet werden. Die Zylindertemperatur sollte 200\u00b0C nicht \u00fcberschreiten. Weiterhin sind kurze Verweilzeiten des Materials in der Plastifiziereinheit und geringe Materialscherung bei den Einstellungen zu beachten. <\/p>\n

Die hergestellten Formteile zeigten eine f\u00fcllstoffbedingte interessante und nat\u00fcrliche Optik. Sie sind aufgrund der thermischen Belastung dunkler gef\u00e4rbt als die F\u00fcllstoffe im Originalzustand. Mit Gries gef\u00fcllte Pr\u00fcfst\u00e4be zeigen einen hellen gelblichen, mit Kleie gef\u00fcllte Pr\u00fcfst\u00e4be einen dunkelbraunen Farbton. <\/p>\n

Ausgew\u00e4hlte mechanische Eigenschaften der Compounds wurden ermittelt. Beispielsweise unterscheidet sich die Kerbschlagz\u00e4higkeit der PE-Compounds nur geringf\u00fcgig vom PE, bei PP wurde durch die F\u00fcllstoffzugabe eine Erh\u00f6hung der Kerbschlagz\u00e4higkeit festgestellt. Die Zug-E-Module der Compounds \u00fcbertreffen die Steifigkeit der ungef\u00fcllten Polyolefine bis zu 25%. Die Zugfestigkeit verringert sich um ca. 50% durch die Zugabe von 50ma% F\u00fcllstoffen. Mit dem F\u00fcllstoff Roggenkleie wird die beste Zugfestigkeit erzielt. <\/p>\n

Additive zur Festigkeitsverbesserung<\/b>
F\u00fcr die weiteren Versuche wurden zusammen mit den Projektpartnern als F\u00fcllstoffe Roggenkleie aufgrund der guten Eigenschaften und Maisgries aufgrund der guten Einf\u00e4rbbarkeit ausgew\u00e4hlt. F\u00fcr eine bessere Matrix-Faser-Anbindung wurden auf dem Markt angebotene Additive, z. B. Haftvermittler und Schlagz\u00e4higkeitsverbesserer, erprobt.
Mittels Haftvermittler Scona 8112 und Verringerung des F\u00fcllstoffanteils konnte f\u00fcr ein PP-Roggenkleie-Compound die gew\u00fcnschte Festigkeitssteigerung auf PP-Niveau erzielt werden. Ebenso nahmen Schlagz\u00e4higkeit und Rei\u00dfdehnung zu. Die Kerbschlagz\u00e4higkeit nahm ab. Eine deutliche Verbesserung des Kerbschlagz\u00e4higkeitsniveaus sowie der Rei\u00dfdehnung, verbunden mit einer geringen Verschlechterung der Festigkeit, wurde durch den Einsatz des Schlagz\u00e4higkeitsverbesserers Engage® 8180 bei den PE-Compounds erzielt.<\/p>\n

\"0706-Compounds-02.jpg\"\/

Die maximale Wasseraufnahme der getesteten Compounds betr\u00e4gt bei 85%-iger Luftfeuchtigkeit ca. 0,5% und bei Wasserlagerung ca. 1,2%. Zur Verringerung der Wasseraufnahme wurden 2 Gleit- und Entformadditive als Hydrophobierungsmittel getestet.W\u00e4hrend beim PP-Roggenkleie-Compound keine signifikante Verringerung der Wasseraufnahme durch die Additive erreicht wurde, konnte beim PE-Maisgrie\u00df-Compound mit Hecoslip® 152 eine Reduzierung bis 30 % registriert werden.<\/p>\n

\"0706-Compounds-03.jpg\"\/Industrielle Compounds<\/b>
Die Herstellung von industriellen Compounds erfolgte auf einem ERMAFA-Zweischnecken-Extruder. W\u00e4hrend der Produktion wurde festgestellt, dass die Technik anzupassen ist. Insbesondere die gro\u00dftechnische Trocknung der F\u00fcllstoffe, die Abfuhr der Restfeuchte aus dem Extruder sowie die Dosierung gr\u00f6\u00dferer Mengen F\u00fcllstoffe ist zu optimieren. Zur praktischen Erprobung der industriellen Compounds erfolgte die Serienfertigung verschiedenster Formteile auf Spritzgie\u00dfmaschinen, darunter Sch\u00fcsseln, Becher, Lagerfachbeh\u00e4lter, Flaschen\u00f6ffner, Spreitzd\u00fcbel, Blument\u00f6pfe und Schmuckt\u00f6pfe.<\/p>\n

In weiteren Arbeiten wurde das werkstoffliche Recycling der industriell gefertigter Compounds untersucht. Das Material konnte ohne auftretende Probleme dreimal verarbeitet werden. W\u00e4hrend sich die Materialeigenschaften unwesentlich ver\u00e4nderten, nahm die Braunf\u00e4rbung der Formteile aufgrund der wiederholten thermischen Belastung der F\u00fcllstoffe mit jedem Verarbeitungsschritt zu.<\/p>\n

Auf der Basis der erreichten Ergebnisse wurden entsprechende Verarbeitungshinweise und Datenbl\u00e4tter erarbeitet. Wir gehen davon aus, dass die Compounds in verschiedensten Branchen zum Einsatz kommen k\u00f6nnen, wie z. B. in der Haushaltwarenindustrie, im Garten- und Landschaftsbau, im Tierbedarf sowie in der Bauindustrie. Die entwickelten Compounds werden von der CKT GmbH angeboten. Eine weitere Optimierung der Compounds ist bei konkreten Anwendungsf\u00e4llen denkbar.

Das Projekt wurde gef\u00f6rdert vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Arbeit<\/a>. Die Betreuung des Projektes erfolgte durch den Projekttr\u00e4ger, die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke (AiF<\/a>).<\/p>\n

(Vgl. Meldungen vom 2006-11-22<\/a> und 2005-06-27<\/a>.)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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