{"id":142096,"date":"2024-04-17T07:35:00","date_gmt":"2024-04-17T05:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=142096"},"modified":"2024-04-16T11:20:55","modified_gmt":"2024-04-16T09:20:55","slug":"evolution-des-synthesekautschuks-biobasierte-rohstoffe-und-neue-kautschuktypen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/evolution-des-synthesekautschuks-biobasierte-rohstoffe-und-neue-kautschuktypen\/","title":{"rendered":"Evolution des Synthesekautschuks: Biobasierte Rohstoffe und neue Kautschuktypen"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Neuartige,<\/a>
Neuartige, biobasierte Kautschuktypen sollen k\u00fcnftig Autoreifen mit bisher unerreichten Eigenschaften erm\u00f6glichen. \u00a9 Fraunhofer IAP, Foto: Till Budde<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Synthetischer Kautschuk ist heute unverzichtbar, insbesondere f\u00fcr PKW-Reifen und technische Gummiwaren. Die Rohstoffe f\u00fcr seine Herstellung werden bislang weitgehend aus fossilen Quellen gewonnen. Unter Federf\u00fchrung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Angewandte Polymerforschung IAP erschlie\u00dfen nun vier Fraunhofer-Institute alternative, biobasierte Rohstoffquellen f\u00fcr Synthesekautschuk, die v\u00f6llig neue Kautschuktypen f\u00fcr Autoreifen erm\u00f6glichen werden. Das dreij\u00e4hrige Projekt wird durch Fraunhofer mit 3,25 Millionen Euro finanziert und startet im April 2024. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

J\u00e4hrlich werden knapp 15 Millionen Tonnen Synthesekautschuk produziert \u2013 Tendenz steigend. PKW-Reifen stellen dabei mit etwa 70 Prozent den Hauptmarkt f\u00fcr Synthesekautschuk dar. Die ben\u00f6tigten Ausgangsstoffe \u2013 die Monomere Butadien, Styrol und Isopren \u2013 werden aktuell fast ausschlie\u00dflich auf Basis von Erd\u00f6l hergestellt. Mit der Ersch\u00f6pfung fossiler Ressourcen und der dringenden Notwendigkeit, CO2<\/sub>-Emissionen in der Umwelt zu reduzieren, besteht weltweit f\u00fcr Kautschukproduzenten ein enormer Bedarf an nachhaltigen Alternativen. Dar\u00fcber hinaus ergeben sich aus dem gesamtgesellschaftlichen Ziel, die Mobilit\u00e4t nachhaltiger zu gestalten, auch neue Anforderungen an Autoreifen. Diese erfordern fortgeschrittene Materialien, Design- und Fertigungstechnologien.<\/p>\n\n\n\n

Nachhaltige Rohstoffe und innovative Polymerstrukturen<\/h3>\n\n\n\n

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, erschlie\u00dft ein Team aus vier Fraunhofer-Instituten im Rahmen des Projekts \u00bbNachhaltige Biomonomere f\u00fcr Synthesekautschuke mit anwendungsbezogenen einstellbaren viskoelastischen Eigenschaften NaMoKau\u00ab biobasierte Rohstoffquellen f\u00fcr Synthesekautschuk. Beteiligt sind die Fraunhofer-Institute f\u00fcr Angewandte Polymerforschung IAP, f\u00fcr Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, f\u00fcr Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM und f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT.<\/p>\n\n\n\n

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\u00bbIn dem Projekt stellen wir die Kautschuk-Monomere Butadien, Isopren und Dimethylbutadien aus biobasierten Alkoholen her\u00ab, erkl\u00e4rt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich vom Fraunhofer UMSICHT<\/strong>. \u00bbDamit dieser Prozess funktionieren kann, ist es essenziell, einen m\u00f6glichst aktiven und selektiven Katalysator einzusetzen. Daf\u00fcr entwickeln wir neuartige Materialien auf der Basis von Tonmineralien.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

\u00bbInsbesondere die Herstellung von nachhaltigem Dimethylbutadien ist ein herausragendes Merkmal des Projekts, da dieses Monomer im technischen Ma\u00dfstab bisher nicht verf\u00fcgbar war und folglich nicht in der Kautschukproduktion verwendet wird\u00ab, erg\u00e4nzt NaMoKau-Projektleiter Dr. Ulrich Wendler, Polymerexperte am Fraunhofer IAP<\/strong>. \u00bbWir werden Dimethylbutadien f\u00fcr die Kautschuksynthese zug\u00e4nglich machen. Kombiniert mit den Synthesebausteinen Butadien und Isopren werden wir neuartige Polymerstrukturen mit einzigartigen mechanischen und thermischen Eigenschaften synthetisieren. Auf diese Weise entstehen v\u00f6llig neue biobasierte Kautschuktypen mit Materialeigenschaften, die bisher nicht realisierbar waren und \u00e4u\u00dferst systematisch eingestellt werden k\u00f6nnen\u00ab, so Wendler.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Auf dem Weg zu Autoreifen mit bisher unerreichten Eigenschaften<\/h3>\n\n\n\n

Eine der gro\u00dfen Herausforderungen bei der Entwicklung von Autoreifen besteht darin, einen idealen Ausgleich zwischen den drei Faktoren Rollwiderstand, Nassgriff und Abrieb zu finden. Zur Verbesserung dieser Parameter werden F\u00fcllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel und andere Additive dem Kautschuk zugesetzt. Diese beeinflussen die Lauffl\u00e4che des Autoreifens ma\u00dfgeblich. <\/p>\n\n\n\n

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\u00bbUnser Ziel ist es, auf Basis der Kautschuktypen, die wir im Projekt erforschen werden, neue Mischungen f\u00fcr PKW-Lauffl\u00e4chen mit bisher nicht erreichbaren Eigenschaftsprofilen zu entwickeln. Das wird der Reifenindustrie neue Perspektiven er\u00f6ffnen\u00ab, erkl\u00e4rt Professor Mario Beiner vom Fraunhofer IMWS<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Um die Markteinf\u00fchrung des Kautschuks so schnell wie m\u00f6glich zu erreichen, ist der Einsatz digitaler Methoden im Materialdesign unverzichtbar \u2013 etwa um die Eigenschaften der komplexen Kautschukcomposite vorherzusagen. <\/p>\n\n\n\n

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\u00bbMittels datengest\u00fctzter Simulationen machen wir m\u00f6glichst zielgerichtete Vorschl\u00e4ge f\u00fcr Versuche zur Synthese und zur Materialcharakterisierung. Daf\u00fcr entwickeln wir einen Softwareprototypen zur modellbasierten Vorhersage, Unsicherheitsbewertung und Versuchsplanung\u00ab, sagt Professor Michael Bortz vom Fraunhofer ITWM<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Schlussendlich wird aus den entwickelten Materialien ein vollst\u00e4ndig testbarer Reifen-Demonstrator entstehen. <\/p>\n\n\n\n

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\u00bbDie gesamte Wertsch\u00f6pfungskette vom Monomer \u00fcber das Polymer bis zum Kautschukcompound im Demonstrator wird mit einem Life Cycle Assessment begleitet. Durch diese systematische Analyse sind wir in der Lage, den \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck ISO-konform zu ermitteln und zur Gr\u00fcnen Chemie beizutragen\u00ab, erl\u00e4utert Dr. Markus Hiebel vom Fraunhofer UMSICHT<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Evolution des Synthesekautschuks schreitet voran<\/h3>\n\n\n\n
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Mit dem Projekt NaMoKau bauen die Fraunhofer-Forschenden ihre Expertise im Bereich Synthesekautschuk konsequent weiter aus: \u00bbIn einem fr\u00fcheren instituts\u00fcbergreifenden Fraunhofer-Projekt haben wir den biomimetischen Synthesekautschuk BISYKA entwickelt, der die herausragenden Abriebeigenschaften des Naturkautschuks sogar \u00fcbersteigt. Das hier gewonnene Wissen im Bereich Synthese und Ma\u00dfstabs\u00fcbertragung ist \u00e4u\u00dferst hilfreich\u00ab, erl\u00e4utert Wendler<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Dank der M\u00f6glichkeiten im Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum f\u00fcr Polymersynthese und -verarbeitung PAZ k\u00f6nnen Kautschukproduktion und -compoundierung im industrienahen Ma\u00dfstab durchgef\u00fchrt werden \u2013 ein absoluter Pluspunkt f\u00fcr Industriekunden wie Reifenhersteller, ebenso wie f\u00fcr Erzeuger von technischen Gummiwaren oder Medizinprodukten.<\/p>\n\n\n\n

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\u00bbW\u00e4hrend wir im Projekt BISYKA einen synthetischen Kautschuk mit m\u00f6glichst wenig Abrieb entwickelt haben, adressieren wir mit NaMoKau die \u00d6kobilanz von Synthesekautschuk. Dies stellt eine sinnvolle und bedeutsame Erg\u00e4nzung dar, die perfekt zu den gegenw\u00e4rtigen Bem\u00fchungen der Gesellschaft zur Reduzierung von CO2<\/sub>– und Mikroplastikemissionen passt. Auf diese Weise setzen wir die Entwicklung eines nachhaltigen Synthesekautschuks fort und treiben seine Evolution voran\u00ab, so Wendler<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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