Nat\u00fcrlicher Kautschuk aus Kautschukb\u00e4umen ist ein begrenzter Rohstoff. Synthetisch hergestellter Kautschuk reicht bisher im Abriebverhalten jedoch nicht an das nat\u00fcrliche Produkt heran und eignet sich daher nicht f\u00fcr Lkw-Reifen. Ein neuartiger Synthesekautschuk erzeugt laut Fraunhofer Institut IAP nun erstmals 30 bis 50\u2005Prozent weniger Abrieb als Naturkautschuk.<\/p>\n
Lkw-Reifen m\u00fcssen einiges aushalten, dementsprechend nutzen sie sich stark ab. Die Lauffl\u00e4chen der Reifen sind daher \u00fcberwiegend aus Naturkautschuk aus Kautschukb\u00e4umen hergestellt, der bisher die besten Abriebeigenschaften aufweist. Der k\u00fcnstlich hergestellte Synthesekautschuk reicht zumindest in diesem Punkt bisher nicht an Naturkautschuk heran. Das Problem beim Naturkautschuk: Die Versorgungssicherheit f\u00fcr diesen wichtigen Rohstoff ist gef\u00e4hrdet. In Brasilien, dem Ursprungsland des Kautschuks, vernichtet der Pilz Microcyclus ulei ganze Plantagen. Greift der Pilz auch auf den asiatischen Raum \u00fcber, wo sich heute wichtige Anbaugebiete befinden, ist die Weltproduktion f\u00fcr Gummi bedroht.<\/p>\n
Biomimetischer Synthesekautschuk
\nForscherinnen und Forscher der Fraunhofer-Institute f\u00fcr Angewandte Polymerforschung IAP, f\u00fcr Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, f\u00fcr Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME, f\u00fcr Werkstoffmechanik IWM und f\u00fcr Silicatforschung ISC haben die Eigenschaften von Synthesekautschuk daher nun optimiert. \u201eUnser Synthesekautschuk Bisyka, kurz f\u00fcr Biomimetischer Synthesekautschuk, hat sogar noch bessere Eigenschaften als Naturkautschuk, sagt Ulrich Wendler, der das Projekt am Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum f\u00fcr Polymersynthese und -verarbeitung PAZ in Schkopau leitet. Das PAZ ist eine gemeinsame Initiative des IAP und des IMWS. \u201eDie Reifen aus Synthesekautschuk verlieren 30\u2005Prozent weniger Masse als das \u00c4quivalent aus Naturkautschuk, der Profilverlust betr\u00e4gt sogar nur die H\u00e4lfte. Zudem l\u00e4sst sich der Synthesekautschuk mit Bestandsanlagen in gro\u00dftechnischem Ma\u00dfstab produzieren. Das hei\u00dft: Der Synthesekautschuk bietet eine hervorragende Alternative zum Naturkautschuk \u2013 auch im Bereich der Hochleistungs-Lkw-Reifen.\u201c<\/p>\n
Gezielte Analyse von L\u00f6wenzahn-Kautschuk
\nDoch wie haben die Forscherinnen und Forscher diese Steigerung erreicht? Am Fraunhofer IME untersuchten die Wissenschaftler Kautschuk aus L\u00f6wenzahn. Dieser besteht wie der Kautschuk aus den Kautschukb\u00e4umen zu etwa 95\u2005Prozent aus Polyisopren, die verbleibenden Prozente aus Biokomponenten wie Proteinen oder Lipiden. Der Vorteil gegen\u00fcber dem Baum-Kautschuk: Statt sieben Jahren hat der L\u00f6wenzahn eine Generationenfolge von nur drei Monaten. Kautschuk aus L\u00f6wenzahn bietet somit eine ideale Ausgangsposition, um den Einfluss der Biokomponenten auf die Kautschuk-Eigenschaften zu untersuchen. Dazu schalteten die Fraunhofer-Forschenden die involvierten Schl\u00fcsselbiokomponenten gezielt aus.<\/p>\n
Nachdem die f\u00fcr das Abriebverhalten wichtigen Biokomponenten identifiziert waren, synthetisierten die Forscherinnen und Forscher den Bisyka-Kautschuk aus den jeweiligen Biomolek\u00fclen und funktionalisiertem, hoch mikrostrukturreinen Polyisopren. Die daraus erhaltenen Kautschukvarianten wurden auf ihre Eigenschaften untersucht mit Hilfe der Dehnkristallisation: Dehnt man Naturkautschuk auf die dreifache L\u00e4nge, bilden sich kristalline Bereiche \u2013 der Kautschuk verh\u00e4rtet sich. \u201eDie Dehnungskristallisation von Bisyka-Kautschuk entspricht der des Naturkautschuks\u201c, erl\u00e4utert Ulrich Wendler. F\u00fcr Lkw-Reifen wird der Kautschuk \u00fcblicherweise mit Ru\u00df gemischt, daher die schwarze Farbe. Der Trend geht allerdings dazu, statt Ru\u00df Silicate zuzumischen. Hier kommt die Expertise des Fraunhofer ISC ins Spiel: Am Institut wird untersucht, wie neuartige Silicaf\u00fcllstoffe zu optimalen Alternativen f\u00fcr Naturkautschuk in der Automobilindustrie f\u00fchren k\u00f6nnen.
\nSynthesekautschuk \u00fcberzeugt in Praxistests
\nNach der Entwicklung des neuen Kautschuks von einem externen und somit unabh\u00e4ngigen Partner untersuchen, dem Pr\u00fcflabor Nord. Dazu wurden vier Pkw-Reifen mit Lauffl\u00e4chen aus Biskya gefertigt und verglichen mit Reifen, deren Lauffl\u00e4che aus Naturkautschuk gefertigt war. Die Tests wurden direkt an einem Auto durchgef\u00fchrt, das 700 Kreise in die eine Richtung und 700 Kreise in die andere Richtung fuhr. Das Ergebnis: W\u00e4hrend der Naturkautschuk-Reifen nach dem Test um 850\u2005Gramm leichter war und 0,94\u2005Millimeter an Profil verlor, b\u00fc\u00dfte der Biskya-Reifen lediglich 600\u2005Gramm Gewicht und 0,47\u2005Millimeter Profil ein.
\nZudem ist der Rollwiderstand beim Synthesekautschuk geringer. W\u00e4hrend der Naturkautschuk auf der Rollwiderstandsampel beim Wert\u2005C liegt, erreicht die synthetische Alternative den besseren Wert\u2005B. \u201eBisher haben wir nur erste Tests mit der neuen Reifenmischung durchgef\u00fchrt, die \u00e4u\u00dferst vielversprechend sind. Als n\u00e4chsten Schritt m\u00f6chten sie weiter optimieren. Dies betrifft vor allem den Anteil und die Zusammensetzung der Biokomponenten. Parallel dazu wird die Rezeptur der Lauffl\u00e4chenmischung f\u00fcr Lkw-Reifen auf den neuen Kautschuk angepasst\u201c, so Ulrich Wendler. Aktuell sind der Forscher und sein Team auf der Suche nach Kooperationspartnern, die das Produkt auf den Markt bringen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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