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Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).
Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung.
Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.
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bIR-Mark
Biobasierte IR-Marker für typenreine Kunststoffrezyklate
Projektdauer
Von: 01.02.2022 Bis: 31.07.2024Beschreibung
Bei der Unterscheidung verschiedener Grades desselben Polymers stößt der Stand der Technik von NIR-Sortieranlagen für Kunststoffabfälle an seine Grenzen. Zu diesen nicht trennbaren Fraktionen zählen beispielsweise mehr als die Hälfte der global produzierten Kunststoffe in Form verschiedener Typen von PE und PP. Beispiele hierfür sind Viskosität, mechanische Kennwerte oder aber auch biobasierte Rohstoffquellen (sog. Drop-in-Lösungen). Die aus diesen Sortierfraktionen gewonnen Rezyklate bestehen dann aus Mischungen der unterschiedlichen Typen mit entsprechend undefinierten Eigenschaften. Um dieser Problematik entgegenzuwirken war das Ziel des Projektes die Entwicklung und Validierung neuer NIR-Marker aus biogenen Quellen (Nebenprodukte der Lebensmittelindustrie) für den Einsatz in Kunststoffen. Diese sollen es ermöglichen auf industriellen NIR-Sortieranlagen nach bisher nicht unterscheidbaren Fraktionen zu sortieren und somit die erreichbaren Qualitäten von Rezyklaten zu steigern. Im wissenschaftlichen Fokus lag als erster Aspekt die Methodenentwicklung zur Herstellung der Marker und der notwendigen chemischen Modifikationen, unter Berücksichtigung wichtiger Materialeigenschaften wie Stabilität und Signalintensität. Als zweiter fokussierter Aspekt sollte ein grundlegendes Verständnis für die Einarbeitung und das Kurz- und Langzeitverhalten der Marker in einer Polymermatrix erarbeitet werden. Hierbei wurde speziell auf eventuelle Alterungseffekte im Compound und den Erhalt der NIR-Aktivität geachtet. Letztlich galt es, die Sortierbarkeit nach den Markern auf einer in der Recyclingbranche üblichen NIR-Sortieranlage nachzuweisen. Mit den zur Verfügung stehenden Anlagen, konnten nur geringe Mengen an Polyphenolen aus Kakaoschalen gewonnen werden. Bei der Extraktion von Hemicellulose war der limitierende Faktor die Menge an Hemicellulose, die mit der vorhandenen Extraktionsanlage pro Batch extrahiert werden konnte. Eine Modifikation von Hemicellulose sollte zum einen deren Stabilität erhöhen, zum anderen IR-aktive Gruppen einbringen. Die Schwierigkeit bei der Findung geeigneter Marker lag in der Signalgebung derselben, diese musste sich von den Signalen der Matrix unterscheiden oder diese verändern und zusätzlich im Detektionsbereich der Sortieranlage liegen, sowie in der Verarbeitbarkeit der Marker. Die Projektergebnisse zeigten, dass vor allem hydroxylreiche Produkte diese Eigenschaften erfüllten.
