Verbundprojektes Gluplast<\/a> ist es dem KUZ gemeinsam mit der Compraxx GmbH nun aber gelungen, mit Weizengluten eine Schlagz\u00e4hmodifizierung von PLA zu erreichen. Dabei galt es, die Vernetzungsneigung von Gluten unter W\u00e4rmeeinfluss f\u00fcr die Erzeugung einer vernetzten Elastomerphase zu nutzen. Diese Elastomerphase sollte bei der Blendaufbereitung mittels Zweischneckenextruder in der PLA-Matrix feinverteilt werden. Bei gegebener Haftung sollte dadurch die Z\u00e4higkeit des Grundwerkstoffes PLA erh\u00f6ht werden.<\/p>\nDie Glutenvernetzung beginnt aber schon bei einer Temperatur von rund 80 \u00b0C, hei\u00dft es weiter.<\/p>\n
Glutenhaltige PLA-Blends, deren Aufbereitung bei 160 \u00b0C erfolgte, hatten deshalb zuerst einen suboptimalen Zerteilungsgrad der Glutenphase. Denn die intensive sowie rasche, temperaturbedingte Vernetzung der beabsichtigten Verringerung des Phasendurchmessers, und somit eine feine Verteilung, funktionierten so nicht. Die Bruchdehnung (etwa 1,4 %) und die Kerbschlagz\u00e4higkeit (circa 1,5 kJ\/m\u00b2) erreichten das PLA-Niveau deshalb nicht, so die KUZ-Forscher. Um eine feineren Verteilung der Glutenphase in der PLA-Matrix zu erreichen, wurden vom KUZ zwei Ideen verfolgt:<\/p>\n
Tempor\u00e4re Unterdr\u00fcckung der Vernetzung durch Zugabe chemischer Additive;<\/p>\n
Abschw\u00e4chung der Vernetzung durch Verd\u00fcnnen des Weizenglutens mit -mehl.<\/p>\n
Mit diesen Rohstoffen wurde an glutenhaltigen Polymerblends gearbeitet:<\/p>\n
Biokunststoffe: PLA Ingeo 3001D, PLA-Blend Bioflex 6514 als Referenz;<\/p>\n
Glutenhaltige Naturstoffe (GN): Weizengluten von 85 ma%(GN_85), Weizenmehl (GN_10), Gluten-Mehl-Mix (GN_40);<\/p>\n
Weichmacher: Glyzerin (GL);<\/p>\n
Haftvermittler und Viskosit\u00e4tssenker: Oxals\u00e4ure (OA);<\/p>\n
Reduktionsmittel, Antioxidantz und Trappingreagenz (RAT): Natriumhydrogensulfit (NHS), Acetylsalicyls\u00e4ure (ASS), L-Cystein (LC).<\/p>\n
Erfolgreich modifiziertes PLA kann spritzgegossen werden<\/p>\n
Die im Projekt Gluplast angestrebte Schlagz\u00e4hmodifizierung von PLA durch glutenhaltige Naturstoffe (GN) konnte realisiert werden, schicken die Forscher voraus. F\u00fcr die Modifizierung wurde PLA mit einer Bruchdehnung von rund 3.5 % und einer Kerbschlagz\u00e4higkeit von etwa 2 kJ\/m\u00b2 ausgew\u00e4hlt. Durch die Zugabe des GN zum PLA konnte die Dehnung (hier bis zu 30 %) und die Kerbschlagz\u00e4higkeit (4 kJ\/m\u00b2) im Sinne des Projektzieles positiv beeinflusst werden. Die Werte lagen hier deutlich \u00fcber dem Niveau des reinen PLA. Ebenso zeigt die Blendmechanik eine starke Abh\u00e4ngigkeit vom Proteingehalt der GN-Phase (siehe Diagramm).<\/p>\n
Eine feinere Verteilung des GN in der PLA-Matrix wird erreicht, wenn der Proteingehaltes des GN verringert wird, und durch die Zugabe der genannten chemischen Additive (RAT), stellte sich heraus. Die Phasenhaftung und somit die PLA-Blendmechanik konnte durch die Zugabe von Oxals\u00e4ure zum GN optimiert werden. Der Glutenanteil im Blend liegt dabei vorzugsweise um die 40 ma%, sagen die KUZ-Forscher. Die im Projekt erzielte Werkstoffmechanik werde von den Industriepartnern als positiv bewertet.<\/p>\n
Auch zeigte sich, dass man das Material ohne Weiteres spritzgie\u00dfen kann (siehe Aufmacherbild). Der durch die sogenannte Maillard-Reaktion auftretenden Br\u00e4unung des Kunststoffs, die mit zunehmendem Proteingehalt st\u00e4rker wird, kann man laut KUZ durch Farbbatchzugabe kaschieren.<\/p>\n
Wie es weiter hei\u00dft, konnten die Erkenntnisse anschlie\u00dfend von Compraxx erfolgreich vom Labor in den Technikumsma\u00dfstab \u00fcbertragen werden. M\u00f6gliche Produktanwendungen sehen die Partner etwa bei Haushalts- und B\u00fcroartikeln.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Polylactid (PLA) ist ein Polyester, der \u00fcber einen mehrstufigen Prozess aus Zucker hergestellt wird, erkl\u00e4ren die KUZ-Forscher. Dabei wird Zucker zu Milchs\u00e4ure fermentiert und im Anschluss zu PLA polymerisiert, also zu langkettigen Molek\u00fclen umgewandelt. Der biobasierte sowie bioabbaubare Kunststoff PLA besitze zwar eine sehr hohe Festigkeit von bis zu 70 MPa und auch eine hohe […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12365,10763,10608],"supplier":[6352,17232,7120],"class_list":["post-76872","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-additives","tag-biokunststoffe","tag-biooekonomie","supplier-bundesministerium-wirtschaft-energie","supplier-compraxx-gmbh","supplier-kunststoff-zentrum-leipzig"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76872","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76872"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76872\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76872"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76872"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76872"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=76872"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}