{"id":13184,"date":"2012-10-10T00:00:00","date_gmt":"2012-10-09T22:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bio-based.eu\/news\/index.php?startid=20121010-03n"},"modified":"2018-02-16T14:19:57","modified_gmt":"2018-02-16T13:19:57","slug":"biopolymere-im-rennwagen-nachhaltigkeit-im-haertetest","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biopolymere-im-rennwagen-nachhaltigkeit-im-haertetest\/","title":{"rendered":"Biopolymere im Rennwagen: Nachhaltigkeit im H\u00e4rtetest"},"content":{"rendered":"

Was verbindet Smudo, Frontmann der Band “Die Fantastischen Vier\u201d, mit einem Experten f\u00fcr Biokunststoffe? Antwort: Sie setzen beide auf nachhaltige Mobilit\u00e4t. Der Musiker engagiert sich seit mittlerweile zehn Jahren mit seinem Rennteam Four Motors f\u00fcr mehr Nachhaltigkeit im Rennsport und startet mit dem so genannten Bioconcept-Car bei den L\u00e4ufen zur VLN-Langstreckenmeisterschaft sowie dem legend\u00e4ren 24h-Rennen auf dem N\u00fcrburgring. Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres, Leiter des Instituts f\u00fcr Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) der Hochschule Hannover, ist f\u00fcr die Materialauswahl und -entwicklung des Bioconcept-Car verantwortlich. Denn der Wagen \u2013 ein aufw\u00e4ndig umgebauter Scirocco 2.0l \u2013 f\u00e4hrt nicht nur mit einem innovativen Biokraftstoffmix auf Basis von nachhaltig zertifiziertem Raps\u00f6l, sondern besteht zu gro\u00dfen Teilen aus neuartigen Biowerkstoffen. <\/b><\/p>\n

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\"Foto:<\/td>\n<\/tr>\n
Foto: FNR\/Michael Hauri<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

W\u00e4hrend die Heckklappe, Motorhaube, T\u00fcren und andere Karosserieteile aus einem pflanzenfaserverst\u00e4rkten Duromer bestehen, kommen in den n\u00e4chsten Monaten erstmals auch komplexer geformte Bauteile aus Biopolymeren oder naturfaserverst\u00e4rkten Kunststoffen im Spritzgie\u00dfverfahren hinzu. Damit wird Smudos “Bio-Rocco\u201d, wie ihn Fans getauft haben, zu einem echten Hightech-Technologietr\u00e4ger. Auf der Arbeitsliste der Entwickler stehen unter anderem Spiegelgeh\u00e4use aus Bio-PTT (Polytrimethylterephthalat), ein Tankdeckel aus einem Bio-Polyamid-Composite, Luftleitungen aus thermoplastischen Bioelastomeren sowie Geh\u00e4use f\u00fcr technische Baugruppen aus verschiedenen Biokunststoffen.<\/p>\n

Gef\u00f6rdert wird das Bioconcept-Car vom Bundesministerium f\u00fcr Ern\u00e4hrung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz \u00fcber die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), F\u00f6rderkennzeichen 22009811<\/a>. “Das Projekt liefert Ergebnisse, die f\u00fcr Industrieunternehmen direkt anwendbar sind\u201d, erkl\u00e4rt Dr.-Ing. Andreas Sch\u00fctte, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der FNR. “So geben wir starke Impulse f\u00fcr den Einsatz biogener Werkstoffe in der Serienproduktion\u201d. Die FNR denkt dabei aber nicht nur an den Automotivsektor. “Das Bioconcept-Car veranschaulicht die vielf\u00e4ltigen Einsatzm\u00f6glichkeiten von Biopolymeren und liefert Anst\u00f6\u00dfe f\u00fcr alle Branchen. Denn ohne Kunststoffe wird weder ein Haus gebaut noch ein Smartphone produziert.\u201d<\/p>\n

Unternehmen den Weg in die Zukunft ebnen<\/b>
\nDennoch sind insbesondere Automobilhersteller an den neuen Biowerkstoffen interessiert, denn die Schl\u00e4uche, Geh\u00e4use oder Fassungen aus diesen Materialien werden im IfBB mit den gleichen Anlagen und Werkzeugen produziert wie die Originale aus fossilen Rohstoffen. Ein Katalog dokumentiert sp\u00e4ter alle Bauteile, Produktionsprozesse und verwendeten Materialien. Mit diesem Katalog soll der Automobilindustrie ein kompaktes Hilfsmittel zur Verf\u00fcgung gestellt werden, anhand dessen dort die Pr\u00fcfung der Verwendbarkeit der neuen Materialien leichter erfolgen kann. Allerdings ist es bis dahin ein langer Weg. Zun\u00e4chst werden geeignete Biokunststoffe ausgew\u00e4hlt und f\u00fcr das jeweilige Anforderungsprofil durch Additive und Blending optimiert, bei Verbundwerkstoffen sorgen Kurzfasern von weniger als einem Millimeter L\u00e4nge f\u00fcr Verst\u00e4rkung.<\/p>\n

Wichtig sind bei der Optimierung nicht nur die geforderten Gebrauchseigenschaften, sondern auch die Verarbeitungsf\u00e4higkeit. Denn die Biopolymere sind zum Beispiel in der Spritzgussanlage hohen Temperaturen und bis zu 1.000 bar Druck ausgesetzt. Zudem sollen sie sich perfekt an die Form schmiegen und nach wenigen Sekunden leicht wieder davon l\u00f6sen. “Wir m\u00fcssen die Verarbeitungseigenschaften der biogenen Werkstoffe an die vorhandenen Werkzeuge anpassen. So kann die Industrie ohne gro\u00dfe Investitionen auf die Verarbeitung von Biokunststoffen umstellen\u201d, fasst Prof. Endres zusammen.<\/p>\n

Damit die neuen, nachhaltigen Werkstoffe in Kriterien wie Viskosit\u00e4t, Schwindungsverhalten und Gebrauchseigenschaften den fossilen Kollegen ebenb\u00fcrtig sind, bieten sich Drop-In-L\u00f6sungen an: Dabei wird die chemische Zusammensetzung eines konventionellen Kunststoffs aus nachwachsenden Rohstoffen sozusagen nachgebaut. Vorteil: Die resultierenden Materialeigenschaften sind von Anfang an bekannt. Doch solche Drop-Ins sind nicht immer m\u00f6glich. Oft m\u00fcssen Prof. Endres und sein Team zun\u00e4chst biogene und petrobasierte Stoffe kombinieren, um die Materialanforderungen zu erf\u00fcllen. Durch weitere Entwicklungsarbeit wird dann der Bioanteil Schritt f\u00fcr Schritt erh\u00f6ht.<\/p>\n

Umfangreiche Entwicklungsarbeit<\/b>
\nIst ein geeignetes Biopolymer in seiner Zusammensetzung bestimmt, folgt mit dem Compounding \u2013 dem Verarbeiten aller Bestandteile zu einer homogenen Masse \u2013 der n\u00e4chste Entwicklungsschritt. Denn dabei darf beispielsweise durch die Knet- und Scherkr\u00e4fte nicht zu viel W\u00e4rme entstehen, Blasen- oder Schaumbildung muss vermieden werden. Erst wenn auch dieser Prozess optimiert ist, wird am IfBB aus dem neuartigen Werkstoff ein Granulat hergestellt, aus dem schlie\u00dflich im Spritzgie\u00dfverfahren ein Probebauteil entsteht. Das muss sich bei Zugversuchen, Schlagz\u00e4higkeitstests, chemischen Untersuchungen und vielen weiteren Pr\u00fcfungen bew\u00e4hren, sonst sind weitere Feinabstimmungen n\u00f6tig. Erf\u00fcllt der Kandidat schlie\u00dflich alle Anforderungen, produziert das IfBB-Team aus dem neuen Werkstoff ein Fahrzeugteil. Es wird in das Bioconcept-Car eingebaut und am Ende des Projekts erneut gepr\u00fcft, um zu dokumentieren, wie der Biowerkstoff auf die realen Belastungen im Renneinsatz reagiert.<\/p>\n

Der gesamte Prozess verdeutlicht, wie viel Entwicklungsarbeit in jedem der neuen Biopolymere und biogenen Composites steckt. “Aber schlie\u00dflich geht es darum, Werkstoffe aus strategisch sicheren und langfristig verf\u00fcgbaren Rohstoffen herzustellen\u201d, beschreibt Prof. Endres das \u00fcbergeordnete Ziel. Durch steigende \u00d6lpreise w\u00e4chst der Druck auf Unternehmen, Alternativen zu petrobasierten L\u00f6sungen einzusetzen. Ebenfalls au\u00dfer Frage steht, dass die \u00f6kologischen Vorteile nachwachsender Rohstoffe \u2013 etwa der Klimaschutz durch eine Verbesserung der CO2<\/sub>-Bilanz \u2013 immer st\u00e4rker in den Fokus r\u00fccken. “Im Energiesektor geh\u00f6rt den erneuerbaren Quellen unbestritten die Zukunft\u201d, so Prof. Endres. “Genauso f\u00fchrt im Werkstoffbereich kein Weg an den biogenen Rohstoffen vorbei. Vorausgesetzt nat\u00fcrlich, dass sie nachhaltig erzeugt wurden. Nur so werden die aus ihnen hergestellten Endprodukte die erforderliche Verbraucherakzeptanz finden.\u201d<\/p>\n

Biopolymere aus nachwachsenden Rohstoffen<\/b>
\nDie Ausgangsmolek\u00fcle f\u00fcr Biopolymere liefern Pflanzenst\u00e4rke<\/b>, etwa aus Mais, Kartoffeln oder Weizen, sowie Pflanzen\u00f6le<\/b> (z.B. aus Raps, Rizinus oder Lein). Genutzt wird auch der Zucker<\/b> aus Zuckerr\u00fcben oder Zuckerrohr. Aus diesen Grundstoffen werden durch verschiedene biotechnologische Prozesse und chemische Umwandlungen Alkohole, Fetts\u00e4uren und andere Rohstoffe f\u00fcr die Herstellung von Polymeren gewonnen. Als Verst\u00e4rkung von Biokunststoffen kommen Kurzfasern<\/b>, unter anderem von Flachs- und Hanfpflanzen, oder Holzfasern zum Einsatz.<\/p>\n

Vermehrt setzen Wissenschaftler aber auch auf die Nutzung von Rest- und Abfallstoffen<\/b>. In Frage kommen zum Beispiel Pflanzenreste aus der Futter- und Nahrungsmittelproduktion, Stroh, Abfallholz, Biom\u00fcll, cellulosehaltige Industrieabw\u00e4sser oder Frittierfette. Diese zun\u00e4chst stoffliche Verwertung hat den Vorteil des so genannten “Kaskadennutzens<\/b>\u201d: Aus Biomasse entstehen biogene Werkstoffe, die nach dem Recycling erneut als Polymerwerkstoffe dienen. Bei der Entsorgung k\u00f6nnen sie dann f\u00fcr die CO2<\/sub>-neutrale Energiegewinnung genutzt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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