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Experimenteller Aufbau zur Umsetzung der lokalen Hochleistungs-laserinduzierten Pyrolyse eines gewickelten Composite-Ringes und des gleichzeitigen Abziehens des matrixbefreiten Carbonfaser-Streifens. Im Prozess findet die Pyrolyse an der Stelle des Laserspots statt. © Fraunhofer EMI
Experimenteller Aufbau zur Umsetzung der lokalen Hochleistungs-laserinduzierten Pyrolyse eines gewickelten Composite-Ringes und des gleichzeitigen Abziehens des matrixbefreiten Carbonfaser-Streifens. Im Prozess findet die Pyrolyse an der Stelle des Laserspots statt.
25.04.2025

Innovatives Recyclingverfahren für Carbonfasern

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI haben eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, endlose Carbonfasern aus Verbundwerkstoffen zurückzugewinnen – ohne Einbußen bei der Materialqualität. Mittels Hochleistungslaser wird die Matrix der mehrlagigen faserverstärkten Kunststoffe gezielt zersetzt. Das Verfahren bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch erhebliches wirtschaftliches Potenzial.

Carbonfaser-Verbundwerkstoffe, sogenannte Composites, sind besonders fest und leicht, was sie zu bevorzugten Materialien in vielen Industrien macht. Doch die Herausforderung der Entsorgung und Wiederverwertung dieser leistungsfähigen Materialien ist hoch. Das Forschungsteam am Fraunhofer EMI hat nun einen Prozess entwickelt, in dem Fasern gebrauchter Composites effizient zur Wiederverwendung aufbereitet werden – ohne ihre mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. In bisherigen Recyclingverfahren werden die Faser-Kunststoff-Verbunde geschreddert, was zu verkürzten Fasern und somit zum Downcycling führt.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI haben eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, endlose Carbonfasern aus Verbundwerkstoffen zurückzugewinnen – ohne Einbußen bei der Materialqualität. Mittels Hochleistungslaser wird die Matrix der mehrlagigen faserverstärkten Kunststoffe gezielt zersetzt. Das Verfahren bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch erhebliches wirtschaftliches Potenzial.

Carbonfaser-Verbundwerkstoffe, sogenannte Composites, sind besonders fest und leicht, was sie zu bevorzugten Materialien in vielen Industrien macht. Doch die Herausforderung der Entsorgung und Wiederverwertung dieser leistungsfähigen Materialien ist hoch. Das Forschungsteam am Fraunhofer EMI hat nun einen Prozess entwickelt, in dem Fasern gebrauchter Composites effizient zur Wiederverwendung aufbereitet werden – ohne ihre mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. In bisherigen Recyclingverfahren werden die Faser-Kunststoff-Verbunde geschreddert, was zu verkürzten Fasern und somit zum Downcycling führt.

Werkstoffkunde kompakt: Duroplastische vs. thermoplastische Composites
Ein Carbonfaser-Verbundwerkstoff besteht aus Faserbündeln, die in einem Polymer eingebettet sind. Dies erlaubt, die Fasern zusammenzuhalten, die Geometrie eines Bauteils festzulegen und die Fasern vor Umwelteinflüssen zu schützen. Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Kunststoff, in denen die Fasern eingebettet werden können: Duroplastische Composites bestehen aus einer nicht schmelzbaren Matrix, das heißt sie können nicht erneut bearbeitet werden. Diese verhalten sich wie ein Klebstoff, der aushärtet und eine dauerhafte feste Verbindung bildet. Thermoplastische Composites hingegen können geschmolzen und wiederverarbeitet werden. Duroplaste sind allerdings einfacher zu verarbeiten und werden daher häufiger in der Industrie eingesetzt.

Peelingbasiertes Recycling von gewickelten Strukturen
Die Forschenden am Fraunhofer EMI tragen die Faserverstärkung der duroplastischen Composites kontrolliert mithilfe eines Hochleistungslasers ab. Dieses Verfahren ist besonders relevant für Wasserstoffdruckbehälter, bei denen ein Carbonfaser-Bündel endlos um eine Kunststoffhülle gewickelt wird, damit sie besonders stabil sind und hohen Betriebsdrücken von bis zu 700 bar standhalten.

Der Vorteil des innovativen Recyclingverfahrens liegt in der Möglichkeit, die duroplastische Matrix, die die Carbonfasern umgibt, effizient mittels einer lokalen Pyrolyse zu entfernen, während die Carbonfasern selbst nahezu unversehrt bleiben. »Die Besonderheit bei diesem Prozess ist, dass wir die Pyrolyse der Matrix und das Abwickeln der Fasern gleichzeitig, möglichst schnell und ohne Beschädigung der Carbonfasern umsetzen«, erklärt Projektleiter Dr. Mathieu Imbert.

Die Herausforderung besteht darin, das optimale Prozessfenster zu definieren: Die Matrix zersetzt sich bei 300 bis 600 Grad Celsius, während die Fasern ab circa 600 Grad Celsius beschädigt werden können. »Wir haben einen sehr guten Kompromiss zwischen Prozesseffizienz und Qualität des Rezyklats gefunden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die zurückgewonnenen endlosen Fasern die gleichen hohen Leistungsmerkmale wie neue Fasern aufweisen, was das Verfahren besonders attraktiv macht«, so Dr. Imbert.

Ökonomische plus ökologische Vorteile
Das innovative Verfahren bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch erhebliches wirtschaftliches Potenzial für Recyclingunternehmen. Der lokale Wärmeeintrag und das gleichzeitige Abziehen des endlosen Faserbündels ersparen die lange Pyrolysezeit und entsprechend hohe Prozesskosten, die die dickwandigen Wasserstoffbehälter üblicherweise verursachen. Die laserunterstützte Rückgewinnung benötigt außerdem nur circa ein Fünftel der Fertigungsenergie von neuen Fasern. In Zeiten steigender Energiekosten und wachsender Umweltanforderungen sind das wesentliche Vorteile.

Das Projekt läuft noch bis Ende 2025 und ist Teil des DigiTain-Projekts, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird. Die Forschenden arbeiten zurzeit daran, das Verfahren noch energieeffizienter zu machen und die Qualität der zurückgewonnenen Fasern weiter zu verbessern. Das Forscherteam sieht das äußerst positive Verhältnis von hohem Rezyklatwert zu niedrigen Prozesskosten als das entscheidende Argument für den geplanten Transfer des Verfahrens in die Recycling-Industrie.

Quelle:

Fraunhofer EMI

AZL Open Day © DF Fotografie – Dominik Fröls
23.04.2025

AZL Open Day: Einblicke in die Zukunft des Leichtbaus

Eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Leichtbauproduktion auf Basis von faserverstärkten Kunststoffen und Multimaterialsystemen erfordert einen integrierten Ansatz. Aufgrund der nahezu unbegrenzten Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Werkstoffe und der sehr komplexen Wechselwirkungen zwischen Werkstoffen, Bauteilgestaltung, Fertigungsverfahren und den Maschinen- und Anlagenkomponenten, setzt ein optimaler Produktionsprozess eine direkte Verbindung zwischen Werkstoffwissenschaften, Verfahrenstechnik und Produktionstechnologie voraus.

Eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Leichtbauproduktion auf Basis von faserverstärkten Kunststoffen und Multimaterialsystemen erfordert einen integrierten Ansatz. Aufgrund der nahezu unbegrenzten Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Werkstoffe und der sehr komplexen Wechselwirkungen zwischen Werkstoffen, Bauteilgestaltung, Fertigungsverfahren und den Maschinen- und Anlagenkomponenten, setzt ein optimaler Produktionsprozess eine direkte Verbindung zwischen Werkstoffwissenschaften, Verfahrenstechnik und Produktionstechnologie voraus.

Als offizielles Zentrum für „Verbundwerkstoffbasierte Leichtbauproduktion“ des RWTH Aachen Campus nutzt die AZL Aachen GmbH ihr starkes Netzwerk, um diese Kapazitäten und Möglichkeiten interdisziplinär bereitzustellen. In fußläufiger Entfernung arbeiten auf einer der größten Forschungslandschaften Europas – dem RWTH Aachen Campus – Forscher und Studenten an neuesten Technologien zur kosteneffizienten Entwicklung und Produktion von Leichtbauteilen: Aachener Zentrum für Integrativen Leichtbau der RWTH Aachen, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Institut für Kraftfahrzeuge (ika) der RWTH Aachen, Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk (IKV) an der RWTH Aachen, Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (isf) der RWTH Aachen, Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA) der RWTH Aachen, Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen, Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen.

Exklusive Einblicke in modernste Leichtbau-Technologien
Einmal im Jahr bietet der AZL Open Day einen exklusiven und in der Breite einmaligen Einblick in die F&E-Kapazitäten der Institute im Bereich Leichtbau und nachhaltiger Mobilität. Dieses Jahr öffneten neun Partnerinstitute des AZL am 9. April 2025 ihre Maschinenhallen und Forschungslabore, um interessierten industriellen Akteuren umfassende Einblicke in ihre aktuellen Schwerpunkte entlang der Wertschöpfungskette zu geben. Die Institute zeigten u.a. hochpräzise Laserverfahren zur Kunststoffbearbeitung, neue Fügeverfahren für thermoplastische Verbunde, 5-Achs-CNC-Bearbeitung mit Echtzeit-Qualitätsmanagement, großformatigen 3D-Druck und eigene Tape-Linien & Tape-Integration. Demonstriert wurden außerdem Auslegung, Prototyping und Prüfung von Produkten & Lösungen, wie z.B. crashoptimierte Fahrzeugstrukturen, thermoplastischen Druckbehältern, digitale Zwillinge für strukturmechanisches Monitoring sowie Prototyping und Recyclingansätze von Batteriesystemen. Die Bandbreite an Themen, Schwerpunkten & Infrastruktur, wie beim Open Day gesehen, ermöglicht neue Technologien unter realen Produktionsbedingungen zu testen und effizient zur Marktreife zu führen.

„Der AZL Open Day ist eine großartige Gelegenheit, die zahlreichen Technologiezentren, Labore, Prototyping- und Testeinrichtungen zu entdecken, die auf dem Aachener Campus zur Verfügung stehen und ihn in seiner Art einzigartig machen. Die AZL-Organisation und die dort ansässigen Teams sind ein echter Katalysator für neue Projekte und Entwicklungen in der Composites-Industrie: Sie schaffen die Verbindung zwischen Marktanalyse und Technologiescouting, akademischen Forschungsressourcen und Geschäftsmöglichkeiten mit ihren Industriepartnern. Derzeit arbeiten sie an mehreren Themen, die im Bereich der Verbundwerkstoffe eine Vorreiterrolle spielen.“ berichtet Éric Pierrejean, CEO der JEC Group. Er war nicht nur als interessierter Teilnehmer vor Ort, sondern gab dem Publikum zu Anfang der Veranstaltung auch einen Einblick in die Schlüsselthemen und Trend in der Verbundwerkstoffindustrie wie bei der diesjährigen JEC World Show gesehen.

Etablierte Infrastrukturen & Know-How effizient nutzen
Als zentrale Anlaufstelle für Leichtbaulösungen bietet das AZL eine Schnittstelle für erfolgreiche Kooperationen zwischen Forschung und Industrie. In enger Abstimmung zwischen wissenschaftlichen Entwicklungen und spezifischen Anforderungen des Kunden werden Lösungen gezielt und bedarfsgerecht entwickelt: im Rahmen der AZL Partnerschaft, konsortialer Projekte oder individueller Beauftragung. Neben dem Know-How der Institute ermöglicht die Zusammenarbeit mit dem industriellen Partner-Netzwerk des AZL auch direkten Zugriff auf die notwendige Infrastruktur an Bauteilen, Werkstoffen, Werkzeugen sowie Maschinen- und Anlagenteilen, die in durchgängigen Prozessketten im Großmaßstab erproben, entwickeln oder neu aufgebaut werden können.

Durch die enge Vernetzung von Wissenschaft, Industrie und dem AZL Experten-Team können Unternehmen auf eine etablierte Infrastruktur zugreifen und Synergien für ihre Projekte nutzen.

Der Termin für den nächsten AZL Open Day wird in der zweiten Jahreshälfte bekanntgegeben.

Quelle:

AZL Aachen GmbH

09.04.2025

Fachtagung in Frankfurt: Faserverstärkte Kunststoffe im Bausektor

Am 02./03. Juli 2025 veranstaltet die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. eine Fachtagung zum Thema Faserverstärkte Kunststoffe im Bausektor in Frankfurt am Main

Faserverstärkte Kunststoffe sind Werkstoffe mit enormen Möglichkeiten: Je nach Anforderung eröffnen sie neue Einsatzmöglichkeiten oder dienen als leistungsstarke Alternative zu bestehenden Werkstoffen in spezifischen Anwendungsbereichen.

Zu den größten Anwendungsfeldern dieser Werkstoffgruppe zählt neben den Bereichen Transport und Elektro-/Elektronik auch der Bau-/Infrastruktursektor.

Die Fachtagung bietet eine perfekte Gelegenheit, innovative Anwendungen kennenzulernen, wertvolle Kontakte zu knüpfen und potenzielle Partner aus der Branche zu treffen.

13 Vorträge informieren in anderthalb Tagen über Neuerungen und Anforderungen aus den Bereichen Architektur, Infrastruktur - Hochbau, Nachhaltigkeit, Rohstoffe/Materialien sowie Normung & Standardisierung.

Am 02./03. Juli 2025 veranstaltet die AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. eine Fachtagung zum Thema Faserverstärkte Kunststoffe im Bausektor in Frankfurt am Main

Faserverstärkte Kunststoffe sind Werkstoffe mit enormen Möglichkeiten: Je nach Anforderung eröffnen sie neue Einsatzmöglichkeiten oder dienen als leistungsstarke Alternative zu bestehenden Werkstoffen in spezifischen Anwendungsbereichen.

Zu den größten Anwendungsfeldern dieser Werkstoffgruppe zählt neben den Bereichen Transport und Elektro-/Elektronik auch der Bau-/Infrastruktursektor.

Die Fachtagung bietet eine perfekte Gelegenheit, innovative Anwendungen kennenzulernen, wertvolle Kontakte zu knüpfen und potenzielle Partner aus der Branche zu treffen.

13 Vorträge informieren in anderthalb Tagen über Neuerungen und Anforderungen aus den Bereichen Architektur, Infrastruktur - Hochbau, Nachhaltigkeit, Rohstoffe/Materialien sowie Normung & Standardisierung.

Expert:innen aus der Industrie, darunter die Deutsche Bahn, die Schöck Bauteile GmbH, Acciona, die Baltico GmbH und die LORENZ Kunststofftechnik GmbH sowie öffentliche Institutionen bringen ihr Fachwissen direkt zu Ihnen!

Das Tagungsprogramm liegt vor. Anmeldungen zur Veranstaltung sind ab sofort möglich. Die Veranstaltung findet in deutscher Sprache statt.

Quelle:

AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.

Nassvliessoff-Materialien von Freudenberg © Freudenberg Performance Materials
Nassvliessoff-Materialien von Freudenberg
08.04.2025

Freudenberg mit vielfältigem Portfolio auf der IDEA Show 2025

Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) präsentiert auf der diesjährigen IDEA Show in Miami Beach, Florida, USA, Vliesstoff-Lösungen und -technologien für zahlreiche Branchen und Märkte. Dazu gehören innovative Anwendungen für die Bereiche Filtration, Bau, Energie, Reinigung, Verbundstoffe, Druck und Gesundheitswesen sowie für die Verpackungsindustrie.

Von Oberflächenvliesstoffen für eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit über Batterie-Separator-Lösungen, die die Lebensdauer, Leistung und Sicherheit von Energiespeichern erhöhen, bis hin zu innovativen Lösungen von Enka® für vorbegrünte Gründachkonstruktionen.

Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) präsentiert auf der diesjährigen IDEA Show in Miami Beach, Florida, USA, Vliesstoff-Lösungen und -technologien für zahlreiche Branchen und Märkte. Dazu gehören innovative Anwendungen für die Bereiche Filtration, Bau, Energie, Reinigung, Verbundstoffe, Druck und Gesundheitswesen sowie für die Verpackungsindustrie.

Von Oberflächenvliesstoffen für eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit über Batterie-Separator-Lösungen, die die Lebensdauer, Leistung und Sicherheit von Energiespeichern erhöhen, bis hin zu innovativen Lösungen von Enka® für vorbegrünte Gründachkonstruktionen.

Flexible Nassvlies-Technologie für Filtration, Bauwesen, Energie und Verpackung
Ein Highlight der diesjährigen IDEA sind die vielfältigen Anwendungen des Nass-Vliesstoff-Verfahrens von Freudenberg. Es ermöglicht einen hohen Grad an kundenspezifischen Anpassungen mit einer breiten Palette an technischen Möglichkeiten in Bezug auf Gewichte, Fasertypen und Zusammensetzungen. Dank hoher Flexibilität seiner Produktionsanlagen und seiner Produktpalette kann Freudenberg die Anforderungen der zentralen Nassvliesmärkte erfüllen. Dies sind: Filtration, Bauwesen, Energie und Verpackung.

Auf der IDEA präsentiert Freudenberg unter anderem seine Nassvliesstoff-Lösungen im Bereich der Schallabsorption in Gebäuden sowie für diverse Märkte wie Energie, Verbundstoffe und Gartenbau. Batterieseparatoren auf Basis der Nassvliesstoff-Technologie erhöhen die Lebensdauer und Sicherheit von Energiespeichern. In der Verbundwerkstoff-Industrie sorgen die Oberflächenvliesstoffe des Unternehmens für Scheuerfestigkeit, Korrosionsschutz, glatte Oberflächen und erhöhte mechanische Festigkeit faserverstärkter Kunststoffe. Darüber hinaus werden biobasierte Materialien präsentiert, die sich ideal für biologisch abbaubare Systeme in der Pflanzenanzucht eignen.

Neben den Nassvliesstoffen stellen die Experten auch ihre Innovationen in der Denier Feinspinnvliestechnologie vor.

Enka®Solutions: Anpassung an die sich wandelnde Bauwirtschaft
Ein weiterer Höhepunkt des Freudenberg-Portfolios sind die Anwendungen von Enka®Solutions, die auf den Bedachungs- und Baumarkt zugeschnitten sind. So wird etwa das Enka® BioCarrier zu sehen sein, das sich besonders für Gründächer eignet. Das Trägermaterial ermöglicht vorbegrünte Gründachkonstruktionen und besteht zu 100 Prozent aus biobasierten Rohstoffen. Gründächer werden aufgrund ihrer zahlreichen ökologischen und finanziellen Vorteile immer beliebter.

Quelle:

Freudenberg Performance Materials

Die zerkleinerten, faserverstärkten Kunststoffe eines Rotorblatts werden gesichtet und für den Pyrolyse-Prozess vorbereitet. © Fraunhofer IGCV, Amann
Die zerkleinerten, faserverstärkten Kunststoffe eines Rotorblatts werden gesichtet und für den Pyrolyse-Prozess vorbereitet.
28.03.2025

Recycling-Potential von Windenergieanlagen

Die Windenergie ist essenzieller Bestandteil der Energiewende und damit Hoffnungsträger für Deutschlands Nachhaltigkeitsstrategie bis zum Jahr 2045. Doch rund ein Drittel der Windkrafträder in Deutschland haben ihre vorgesehene Nutzungsdauer bereits überschritten und stehen laut Fachagentur Wind und Energie kurz vor ihrem Abbau. Wir haben mit unserem Recycling-Experten für Verbundmaterialien – Fabian Rechsteiner – gesprochen, was mit den ausrangierten Anlagen passiert. Dabei gibt der Experte auch spannende Einblicke in die technischen und politischen Herausforderungen, die auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft im Bereich Windenergie noch zu überwinden sind.

Die Windenergie ist essenzieller Bestandteil der Energiewende und damit Hoffnungsträger für Deutschlands Nachhaltigkeitsstrategie bis zum Jahr 2045. Doch rund ein Drittel der Windkrafträder in Deutschland haben ihre vorgesehene Nutzungsdauer bereits überschritten und stehen laut Fachagentur Wind und Energie kurz vor ihrem Abbau. Wir haben mit unserem Recycling-Experten für Verbundmaterialien – Fabian Rechsteiner – gesprochen, was mit den ausrangierten Anlagen passiert. Dabei gibt der Experte auch spannende Einblicke in die technischen und politischen Herausforderungen, die auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft im Bereich Windenergie noch zu überwinden sind.

Warum werden in Deutschland viele Windenergieanlagen über ihre technische Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren betrieben?
Wir als Endverbraucher kaufen den Strom immer zu dem Preis der teuersten Stromerzeugungstechnologie (Merit-Order) ein. Aktuell ist das Gas, das mit rund 11 Cent pro Kilowattstunde zu Buche schlägt. Windenergie kann hingegen unter optimalen Bedingungen sehr günstig produziert werden. Der Preis pro Kilowattstunde liegt derzeit bei rund 4 Cent. Darum ist es für Betreiber meist rentabler, ihre Anlagen 30 Jahre und länger zu betreiben. Sie sparen sich damit aufwendige Genehmigungs- und Planungsverfahren für den Bau neuer Anlagen. Das dauert in Deutschland leider oft zwischen sechs und acht Jahre. Auch die Logistik und der Transport neuer Anlagen sind komplex. Die Bauteile sind so groß, dass ihr Transport auf den Straßen und unter Brücken Millimeterarbeit ist. Nicht selten müssen dafür Bäume gefällt werden. Das stellt Betreiber vor eine Vielzahl von Herausforderungen und hohe Kosten. Die Alternative heißt dann oft Repowering. Dabei werden alte Anlagen mit Neueren ausgetauscht. Da der Standort bleibt, ist die Genehmigung dafür auch deutlich schneller zu bekommen.

Und was passiert mit den Anlagen, die nicht mehr weiterbetrieben werden können?
Die Anlagen werden abgebaut und recycelt. Der Turm aus Stahl wird wiederverwertet und das Fundament aus Zement wird zum Beispiel im Straßenbau genutzt. Das umfasst fast 90 Prozent der Anlage. Die größte Herausforderung stellt jedoch das Rotorblatt dar. Das besteht meist aus einem bunten Materialstrauß wie faserverstärkten Kunststoffen, Holz, Schaum, Metallen und vielem mehr. Leider machen sich Hersteller noch nicht allzu viele Gedanken darüber, was am Ende mit dem Material passiert. Auch politisch ist recyclinggerechtes Konstruieren noch nicht so stark eingefordert, wie es meiner Einschätzung nach sein sollte. Das macht das Recycling auch so schwer. Abhilfe könnte ein digitaler Produktpass schaffen. Durch ihn lassen sich die Materialien, die in Rotorblättern verbaut sind, besser nachzuvollziehen. Viele Windräder sind rund 30 Jahre alt und niemand weiß mehr genau, welche Materialien damals verwendet wurden. Aktuell gibt es noch keine standardisierte Dokumentation oder ein System, das diese Informationen langfristig speichert. Wenn man die Rotorblätter recyceln will, ist es aber wichtig zu wissen, welche Materialien verwendet wurden. Das wäre ein wichtiger Schritt, um das Recycling zu optimieren. Da das bislang noch nicht der Fall ist, arbeiten wir am Fraunhofer IGCV daran, Recyclingprozesse zu entwickeln, die diese Materialien besser verwertbar machen.

Wie sehen diese Recyclingprozesse konkret aus?
Wir verwenden einen Pyrolyse-Prozess, bei dem der zerkleinerte, faserverstärkte Kunststoff unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt wird. Das passiert unter Stickstoffatmosphäre, damit der Kunststoff nicht verbrennt, sondern sich thermisch zersetzt. Das Ziel des Prozesses ist es, die Fasern– meist Carbon- oder Glasfasern – vom Kunststoff zu trennen. Im Anschluss versuchen wir aus der Faser wieder ein Textil zu gewinnen. Die Fasern verarbeiten wir dann nicht mehr in ihrer ursprünglichen, endlosen Form, sondern als kürzere Varianten zu einem Vlies. Eine Herausforderung liegt für uns darin, die Fasern so gerichtet wie möglich in diesem Vlies anzuordnen. Denn je zielgerichteter und gleichmäßiger die Faser, desto besser sind die Eigenschaften des Vlieses in die gerichtete Richtung und desto ähnlicher sind sie neuen Materialien, was wiederum ihren Einsatz vereinfacht. Um das zu erreichen, entwickeln wir bei uns einerseits die Recyclingprozesse und andererseits die Anwendungsprozesse und Fertigungsprozesse aus den recycelten Fasern. Wir charakterisieren und analysieren die Eigenschaften der Recyclingmaterialien und vergleichen sie mit neuen Materialien.

Was unterscheidet denn das recycelte von neuem Material?
Die recycelte Carbonfaser hat größtenteils vergleichbare Eigenschaften. Das würde ihren Einsatz zum Beispiel sehr interessant für die Automobil- oder Sportindustrie machen. Ausnahme bilden Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen an die Struktur. In einem neuen Rotorblatt oder in der tragenden Struktur eines Flugzeuges wird man das recycelte Material daher nicht finden. Aber das ist ja auch gar nicht der Anspruch.

Wie steht es um die Forschung zum Recycling von Rotorblättern?
Die Prozesse sind schon weit entwickelt, sodass wir jetzt in die industrielle Umsetzung gehen könnten. Es gibt bereits Unternehmen, die sich in Deutschland mit Rotorblatt-Recycling beschäftigen. Das größte Problem ist jedoch, dass es noch keine ausreichende Nachfrage nach recycelten Materialien gibt. Viele Unternehmen scheuen Investitionen, weil der Markt noch unklar und unsicher ist. Politische Maßnahmen wie eine Recyclingquote wären hier sehr hilfreich, um die Nachfrage nach recyceltem Material zu steigern und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Fabian, zum Abschluss – gäbe es einen Wiederverwendungszweck für recycelte Windkraftanlagen, über den du dich ganz persönlich freuen würdest?
Da ich ein begeisterter Radfahrer bin, fände ich es natürlich großartig, wenn das recycelte Material in meinem Fahrrad landen würde. So würde sich nicht nur wirtschaftlich, sondern auch für mich ganz persönlich der Kreislauf schließen.

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV

07.03.2025

Kreislaufwirtschaft unter Druck: bvse fordert Konjunkturimpuls

Welche Impulse braucht die Branche? Und welche Weichen muss die neue Regierung stellen, um Recycling und Ressourcenschonung voranzubringen? Ein Gespräch mit Eric Rehbock, Hauptgeschäftsführer des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung, über Chancen, Herausforderungen und notwendige Reformen.

Die wirtschaftliche Lage in Deutschland ist angespannt und die Kreislaufwirtschaft bekommt das zunehmend zu spüren. Welche Impulse braucht die Branche? Und welche Weichen muss die neue Regierung stellen, um Recycling und Ressourcenschonung voranzubringen? Ein Gespräch mit Eric Rehbock, Hauptgeschäftsführer des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung, über Chancen, Herausforderungen und notwendige Reformen.

Wie stellt sich die wirtschaftliche Lage der Branche dar?
Eric Rehbock: "Die wirtschaftliche Lage in Deutschland ist alarmierend und die Kreislaufwirtschaft bleibt davon nicht verschont. Besonders das Kunststoffrecycling leidet unter einer massiven Nachfrageschwäche. Es ist offensichtlich: Die Konjunktur muss dringend wieder in Schwung kommen, damit sich auch die Recyclingbranche erholen kann."

Welche Impulse braucht die Branche? Und welche Weichen muss die neue Regierung stellen, um Recycling und Ressourcenschonung voranzubringen? Ein Gespräch mit Eric Rehbock, Hauptgeschäftsführer des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung, über Chancen, Herausforderungen und notwendige Reformen.

Die wirtschaftliche Lage in Deutschland ist angespannt und die Kreislaufwirtschaft bekommt das zunehmend zu spüren. Welche Impulse braucht die Branche? Und welche Weichen muss die neue Regierung stellen, um Recycling und Ressourcenschonung voranzubringen? Ein Gespräch mit Eric Rehbock, Hauptgeschäftsführer des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung, über Chancen, Herausforderungen und notwendige Reformen.

Wie stellt sich die wirtschaftliche Lage der Branche dar?
Eric Rehbock: "Die wirtschaftliche Lage in Deutschland ist alarmierend und die Kreislaufwirtschaft bleibt davon nicht verschont. Besonders das Kunststoffrecycling leidet unter einer massiven Nachfrageschwäche. Es ist offensichtlich: Die Konjunktur muss dringend wieder in Schwung kommen, damit sich auch die Recyclingbranche erholen kann."

Kann das Sondervermögen „Infrastruktur“ hier eine Initialzündung sein?
Eric Rehbock: "Seit drei Jahren tritt die Wirtschaft auf der Stelle: Die Nachfrage ist schwach, Arbeitsplätze gehen verloren, Unternehmen schließen. Besonders betroffen sind Schlüsselindustrien unserer Volkswirtschaft. Deshalb ist es aus unserer Sicht richtig, jetzt mit gezielten Infrastrukturprojekten einen kraftvollen Konjunkturimpuls zu setzen, was insbesondere der schwächelnden Bauwirtschaft zugutekommen wird.

Unsere Branche würde davon profitieren – vor allem, wenn sich das öffentliche Vergabewesen endlich konsequent zur „Grünen Beschaffung“ nach § 45 KrWG bekennt. Es reicht nicht, sich nur verbal zur Nachhaltigkeit zu bekennen, die Vergabeentscheidungen müssen entsprechend ausgerichtet werden. Hier gibt es noch erheblichen Nachholbedarf, und wir werden Fehlverhalten an den Pranger stellen."

Wird die neue Regierungskoalition die Kreislaufwirtschaft stärken?
Eric Rehbock: "Sowohl CDU/CSU als auch SPD bekennen sich zu einer verantwortungsvollen Kreislaufwirtschaft – ein richtiger Schritt. Entscheidend ist nun, Stoffkreisläufe konsequent zu schließen, um Rohstoffe so lange wie möglich im Wirtschaftskreislauf zu halten.

Es gibt bereits Erfolgsgeschichten, etwa beim Recycling von Altpapier, Altglas oder Metallschrotten. Besonders erfreulich ist, dass auch Bauabfälle stärker in den Fokus rücken. Mit rund 200 Millionen Tonnen pro Jahr sind sie der größte Abfallstrom in Deutschland und bieten enormes Potenzial für eine nachhaltige Ressourcennutzung. Wir haben seit zwei Jahren eine Ersatzbaustoffverordnung, nun gilt es endlich, sie auch vollumfänglich umzusetzen."

Worauf sollte die neue Regierung ihren Fokus in der Kreislaufwirtschaft legen?
Eric Rehbock: "Ganz klar auf Recycling und den verstärkten Einsatz von Rezyklaten. Ohne ein funktionierendes Recycling kann es keine echte Kreislaufwirtschaft geben. Sekundärrohstoffe helfen nicht nur, natürliche Ressourcen zu schonen, sondern senken auch den CO₂-Ausstoß erheblich.

Ein Beispiel: Papierproduktion aus Altpapier benötigt etwa ein Drittel weniger Energie als aus Primärrohstoffen. Allerdings ist nicht jedes Recyclingverfahren gleich effizient. Während mechanisches Recycling in vielen Bereichen Vorteile bietet, ist das sogenannte „chemische Recycling“ bei Kunststoffen aufgrund des hohen Energiebedarfs in Sachen Klimaschutz umstritten. Hier braucht es eine klare Differenzierung."

Der bvse hat die Ziele der Nationalen Kreislaufwirtschaftsstrategie (NKWS) zwar unterstützt, aber oft die vagen Formulierungen kritisiert. Was muss sich ändern?

Eric Rehbock: "Die Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie bleibt zu allgemein und verweist oft auf künftige EU-Regelungen – das hilft insbesondere mittelständischen Unternehmen wenig. Zudem wird die Schlüsselrolle des Mittelstands nicht ausreichend anerkannt.

Was fehlt?

  • Gezielte Fördermaßnahmen für das werkstoffliche Recycling.
  • Politische Rückendeckung für Recyclingunternehmen.
  • Beschleunigung und Vereinfachung von Genehmigungsverfahren, die sich durch überlange Prozesse und neue behördliche Anforderungen immer weiter verzögern.

Der bvse fordert die zukünftige Bundesregierung auf, die Kreislaufwirtschaft als eine zentrale Säule der nachhaltigen Rohstoffversorgung zu begreifen. Das bedeutet: Gezielte Maßnahmen zur Stärkung des Mittelstands, eine Förderung innovativer Recyclingprozesse und damit die langfristige Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der Branche, die immerhin schon heute über 300.000 Arbeitsplätze stellt."

Quelle:

bvse Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung

Präzisionskreuzspuler twinTAPE+ Foto (c) Starlinger & Co Ges.m.b.H.
Präzisionskreuzspuler twinTAPE+
06.03.2025

Starlinger: Mit Polypropylen-Bändchenproduktion auf der Chinaplas 2025

Die Starlinger & Co GmbH stellt auf der diesjährigen Chinaplas ihre Technologien für eine nachhaltige und effiziente Polypropylen-Bändchenproduktion sowie das Recycling von PET und Polyolefinen für Lebensmittelanwendungen in den Fokus.

Mit einer maximalen Schmelzleistung von 1000 kg pro Stunde und Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 550 Metern pro Minute vereint die Bändchenextrusionsanlage starEX 1600 von Starlinger hohe Effizienz mit ressourcenschonendem, modernem Design. Sie produziert PP- oder HDPE/LLDPE-Bändchen für anspruchsvolle Verpackungsanwendungen wie gewebte PP-Säcke und Big Bags für trockene Schüttgüter. Speziell entwickelte einzigartige Maschinenkomponenten wie das eqoSTRETCH-Streckwerk sorgen für eine energiesparende Produktion und einheitliche Bändcheneigenschaften, während das Filtersystem eqoCLEAN die Verarbeitung von hohen Anteilen an recyceltem Polypropylen zur Herstellung nachhaltiger gewebter PP-Verpackungen ermöglicht.

Die Starlinger & Co GmbH stellt auf der diesjährigen Chinaplas ihre Technologien für eine nachhaltige und effiziente Polypropylen-Bändchenproduktion sowie das Recycling von PET und Polyolefinen für Lebensmittelanwendungen in den Fokus.

Mit einer maximalen Schmelzleistung von 1000 kg pro Stunde und Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 550 Metern pro Minute vereint die Bändchenextrusionsanlage starEX 1600 von Starlinger hohe Effizienz mit ressourcenschonendem, modernem Design. Sie produziert PP- oder HDPE/LLDPE-Bändchen für anspruchsvolle Verpackungsanwendungen wie gewebte PP-Säcke und Big Bags für trockene Schüttgüter. Speziell entwickelte einzigartige Maschinenkomponenten wie das eqoSTRETCH-Streckwerk sorgen für eine energiesparende Produktion und einheitliche Bändcheneigenschaften, während das Filtersystem eqoCLEAN die Verarbeitung von hohen Anteilen an recyceltem Polypropylen zur Herstellung nachhaltiger gewebter PP-Verpackungen ermöglicht.

„Wir verfügen über jahrzehntelange Fachkompetenz sowohl in der Produktion von gewebten Kunststoffverpackungen als auch im Kunststoffrecycling“, erklärt Harald Neumüller, Chief Sales Officer bei Starlinger. „Dieses Wissen haben wir kombiniert und eine Technologie entwickelt, die Verpackungsherstellern dabei hilft, geschlossene Verpackungskreisläufe ins Leben zu rufen und Kunststoffverpackungen zirkulär zu machen.“

Starlinger hat Leuchtturmprojekte mit Kunden aus dem FIBC-Bereich umgesetzt und eine Kreislaufwirtschaft für Big Bags aus rPP und rPET angeregt. „Wir betrachten gebrauchte Kunststoffe als Ressource, nicht als Abfall“, so Neumüller weiter. „Nur so lässt sich die weltweit wachsende Menge an Kunststoffabfällen in den Griff bekommen. Indem wir gebrauchte Kunststoffe sammeln und wiederverwerten, schützen wir unsere Umwelt, schonen natürliche Ressourcen und sparen gleichzeitig Geld, das ansonsten für Müllaufbereitungseinrichtungen und die Sanierung der Umwelt ausgegeben werden müsste.“

Präzision auf die Spule gebracht
Der automatische Präzisionskreuzspuler twinTAPE+ ist mit seiner Hochgeschwindigkeits-Spultechnologie das Spitzenmodell unter den Bändchenspulern von Starlinger. Er sorgt dafür, dass die produzierten PP-Bändchen aus der starEX-Extrusionsanlage zu perfekten Spulen gewickelt werden, mit denen sich Produktivität und Gewebequalität an den Webstühlen verbessern lassen. Die abgeschrägten Spulenkanten verhindern, dass sich die Bändchen während des Spulenwechsels, Transports und Hantierens lösen und erhöhen die Effizienz des Webvorgangs. Durch den automatischen Spulenwechsel der twinTAPE-Spuler reduziert sich der Arbeitsaufwand des Bedieners erheblich; das patentierte lineare Changiersystem ist stufenlos einstellbar und ermöglicht eine Vielzahl an Spulendesigns. Da der Spuler nicht geschmiert werden muss, beschränken sich die Wartungsarbeiten auf die Reinigung, was eine erhebliche Zeitersparnis für das Bedienpersonal bedeutet.

Weitere Informationen:
Starlinger Chinaplas Polypropylen Bändchen
Quelle:

Starlinger & Co Ges.m.b.H.

21.02.2025

Mittelstand fordert Rohstoffwende

In einem 12-Punkte-Papier hat die Mittelstandsallianz klare Forderungen an die kommende Bundesregierung formuliert.

Unter der Federführung von bvse-Hauptgeschäftsführer Eric Rehbock steht das Konzept der "Rohstoffwende" als einer der zwölf Punkte im Mittelpunkt, das die Vorteile der Kreislaufwirtschaft hervorhebt und konkrete Maßnahmen zur Umsetzung fordert.

Deutschland braucht eine Rohstoffwende
Die Mittelstandsallianz betont, dass Deutschland eine umfassende Rohstoffwende durch mehr Ressourcenschonung, Recycling sowie eine effiziente Sekundärrohstoffwirtschaft benötigt, um eine ökonomisch erfolgreiche und nachhaltige Zukunft sicherzustellen. Besonders der Mittelstand kann mit seinem Know-how eine Schlüsselrolle in der Kreislaufwirtschaft spielen. Anders als große Konzerne sind mittelständische Unternehmen traditionell eng mit ihrer Umwelt verbunden und setzen bereits seit Jahrzehnten auf Nachhaltigkeit.

In einem 12-Punkte-Papier hat die Mittelstandsallianz klare Forderungen an die kommende Bundesregierung formuliert.

Unter der Federführung von bvse-Hauptgeschäftsführer Eric Rehbock steht das Konzept der "Rohstoffwende" als einer der zwölf Punkte im Mittelpunkt, das die Vorteile der Kreislaufwirtschaft hervorhebt und konkrete Maßnahmen zur Umsetzung fordert.

Deutschland braucht eine Rohstoffwende
Die Mittelstandsallianz betont, dass Deutschland eine umfassende Rohstoffwende durch mehr Ressourcenschonung, Recycling sowie eine effiziente Sekundärrohstoffwirtschaft benötigt, um eine ökonomisch erfolgreiche und nachhaltige Zukunft sicherzustellen. Besonders der Mittelstand kann mit seinem Know-how eine Schlüsselrolle in der Kreislaufwirtschaft spielen. Anders als große Konzerne sind mittelständische Unternehmen traditionell eng mit ihrer Umwelt verbunden und setzen bereits seit Jahrzehnten auf Nachhaltigkeit.

Eric Rehbock, Hauptgeschäftsführer des bvse, mahnt: „Die Bundesregierung muss das Potenzial der Recyclingwirtschaft stärker für den Klimaschutz nutzen. Wir brauchen eine Zukunftsoffensive mit einer gezielten Förderung des Mittelstands, um Recyclingkapazitäten auszubauen. Gleichzeitig müssen bürokratische Hürden in Genehmigungsverfahren abgebaut werden.“

Die Kernforderungen im Überblick:
Der Einsatz von Sekundärrohstoffen in der industriellen Produktion muss ausgeweitet werden, da er natürliche Ressourcen schont, Energie spart und den CO2-Ausstoß reduziert. Eine nationale Regelung zur Einstufung von Sekundärrohstoffen, wie Altpapier, Ersatzbaustoffen oder Altkunststoffen, ist notwendig, um für Marktteilnehmer Rechtssicherheit zu schaffen und die Kreislaufwirtschaft entscheidend voranzutreiben. Dies würde nicht nur einen positiven Umwelt- und Klimaschutzeffekt haben, sondern auch zur Einhaltung der deutschen Klimaschutzverpflichtungen beitragen.

Gleichzeitig müssen Recyclingprodukte stärker in der öffentlichen und privaten Beschaffung berücksichtigt werden. Trotz hoher Qualität und vielseitiger Verwendungsmöglichkeiten herrscht immer noch Zurückhaltung beim Einsatz dieser Materialien. Öffentliche Auftraggeber sollten daher eine Vorbildfunktion übernehmen und Recyclingprodukte bevorzugt in Ausschreibungen einbeziehen, anstatt deren Nutzung indirekt zu benachteiligen.

Auch die internationalen Rohstoffpartnerschaften müssen weiterentwickelt werden, insbesondere mit Blick auf die Metallrecyclingwirtschaft. Der globale Handel mit recycelten Metallen ist essenziell, da dieser Energie einspart, den Ausstoß von Treibhausgasen reduziert und Primärressourcen schont. Damit Recyclingmaterialien als „Green Commodity“ einen festen Platz in internationalen Märkten finden, müssen Handelsabkommen den grenzüberschreitenden Handel mit recycelten Metallen erleichtern und klare Rahmenbedingungen schaffen.

Die Mittelstandsallianz fordert die nächste Bundesregierung auf, die Rohstoffwende als essenziellen Bestandteil der deutschen Wirtschafts- und Umweltpolitik zu etablieren. Ein starkes Bekenntnis zur Kreislaufwirtschaft ist nicht nur ökologisch notwendig, sondern auch eine Chance für den Mittelstand und den Wirtschaftsstandort Deutschland.

Quelle:

Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung

© Fraunhofer-Gesellschaft | Markus Jürgens
20.02.2025

Forschungsnachwuchs erhält Auszeichnung für Plastikalternative

Am 19. Februar vergaben das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) und die Fraunhofer-Gesellschaft den Hugo-Geiger-Preis für die besten Doktorarbeiten in der angewandten Forschung, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut entstanden.

Am 26. März 1949 fand unter der Schirmherrschaft des Staatssekretärs Hugo Geiger im Bayerischen Wirtschaftsministerium die Gründungsversammlung der Fraunhofer-Gesellschaft statt. Aus Anlass ihres 50-jährigen Bestehens rief das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie den »Hugo-Geiger-Preis für wissenschaftlichen Nachwuchs« ins Leben. Der Preis wird jährlich an drei junge Forschende vergeben und würdigt hervorragende, anwendungsorientierte Promotionsarbeiten, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut angefertigt wurden. Die Einzelpreise sind mit 5000, 3000 und 2000 Euro dotiert. Die Einreichungen bewertet eine Jury mit Vertretern aus Forschung und Entwicklung sowie der Wirtschaft. Kriterien der Beurteilung sind wissenschaftliche Qualität, wirtschaftliche Relevanz, Neuartigkeit und Interdisziplinarität der Ansätze

Am 19. Februar vergaben das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) und die Fraunhofer-Gesellschaft den Hugo-Geiger-Preis für die besten Doktorarbeiten in der angewandten Forschung, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut entstanden.

Am 26. März 1949 fand unter der Schirmherrschaft des Staatssekretärs Hugo Geiger im Bayerischen Wirtschaftsministerium die Gründungsversammlung der Fraunhofer-Gesellschaft statt. Aus Anlass ihres 50-jährigen Bestehens rief das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie den »Hugo-Geiger-Preis für wissenschaftlichen Nachwuchs« ins Leben. Der Preis wird jährlich an drei junge Forschende vergeben und würdigt hervorragende, anwendungsorientierte Promotionsarbeiten, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut angefertigt wurden. Die Einzelpreise sind mit 5000, 3000 und 2000 Euro dotiert. Die Einreichungen bewertet eine Jury mit Vertretern aus Forschung und Entwicklung sowie der Wirtschaft. Kriterien der Beurteilung sind wissenschaftliche Qualität, wirtschaftliche Relevanz, Neuartigkeit und Interdisziplinarität der Ansätze

Erster Platz für thermisch verformbare Plastikalternative aus Cellulose
414 Millionen Tonnen Plastik wurden 2023 weltweit produziert – über 90 Prozent davon aus fossilen Rohstoffen. Kunststoff ist praktisch, flexibel verformbar und universell einsetzbar. Aber eben auch umweltschädlich, nicht abbaubar und abhängig vom endlichen Erdölnachschub. Dennoch machen biobasierte Kunststoffe aus Pflanzen wie Mais oder Holz bislang lediglich 0,7 Prozent der gesamten Plastikproduktion aus. Denn sie sind in ihren Eigenschaften längst nicht so flexibel. Bisherige chemische Ansätze, sie ähnlich verformbar zu machen, gehen mit dem Verlust der natürlichen Struktur der Cellulose und damit ihrer Eigenschaften wie der biologischen Abbaubarkeit einher. Zudem sind chemische Verfahren oft aufwändig und mit hohen Kosten verbunden.

Einen physikalischen Ansatz, um aus Pflanzen-Cellulose thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoff zu gewinnen, hat Dr. Kerstin Müller vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in ihrer Doktorarbeit gefunden. Sie nutzt kompatible Polymilchsäuremoleküle als Abstandshalter, um zwischen den engen langkettigen Cellulose-Molekülen aus Holz, Baumwolle oder anderen Pflanzen mehr Platz und Flexibilität zu schaffen. Dafür löst sie die Cellulose in einer ionischen Flüssigkeit, einem speziellen Lösemittel, und verbindet die Moleküle mit denen der Polymilchsäure. Das Resultat ist ein neuartiges und bioabbaubares Material, das auch thermisch verformt werden kann.

In ihrer Arbeit hat die Forscherin jedoch nicht nur die Thermoplastizität von Cellulose im Labormaßstab optimiert, sondern das Material auch in einen industriellen Prozess überführt. In einem herkömmlichen Extruder lässt sich die entwickelte Mischung im großen Maßstab herstellen und steht als Granulat für eine weitere Verarbeitung bereit. So kann das Material vielseitig verwendet werden, etwa im Agrarbereich für ökologisch abbaubare Baumwuchshüllen, Töpfe oder Clips für Pflanzen. Auch Möbel und andere Formteile sind für die Innenanwendung denkbar. Für ihre wegweisende, praxisnahe Doktorarbeit wird Dr. Kerstin Müller mit dem 1. Platz des Hugo-Geiger-Preises geehrt.

Quelle:

Fraunhofer IGCV

PET Ballen Foto Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung
18.02.2025

PET-Recycling in Gefahr

Seit gut einem Jahr unterliegen auch Milch- und Milchmischgetränke sowie Milchprodukte der Pfandpflicht.

Was als umweltpolitischer Fortschritt gedacht war, entwickelt sich zunehmend zu einem Problem für die PET-Recyclingbranche. Die Qualität der gesammelten PET-Flaschen sinkt dramatisch – und mit ihr die Effizienz des Recyclings.

Unliebsame Beimischungen
Das Problem: Mit den PET-Getränkeflaschen gelangen nun vermehrt Verpackungen aus anderen Kunststoffen in den Pfandstrom. Vor allem Behälter aus PS (Polystyrol) oder mit ungeeigneten Etiketten erweisen sich als wahre Störfaktoren. Diese Materialien lassen sich nur schwer von PET trennen und beeinträchtigen die Qualität des recycelten Materials massiv.

Die Ursache liegt in der Praxis der Rücknahmesysteme. Die gesammelten Verpackungen werden nach der Erfassung im Rücknahmeautomaten nicht mehr getrennt gehalten. Stattdessen landet beim Recycler ein buntes Gemisch aus verschiedenen Kunststoffen, Aluminium, Eisen und den Sammelsäcken aus LDPE (Low-Density Polyethylen). Besonders problematisch ist der wachsende Anteil an Polystyrol.

Seit gut einem Jahr unterliegen auch Milch- und Milchmischgetränke sowie Milchprodukte der Pfandpflicht.

Was als umweltpolitischer Fortschritt gedacht war, entwickelt sich zunehmend zu einem Problem für die PET-Recyclingbranche. Die Qualität der gesammelten PET-Flaschen sinkt dramatisch – und mit ihr die Effizienz des Recyclings.

Unliebsame Beimischungen
Das Problem: Mit den PET-Getränkeflaschen gelangen nun vermehrt Verpackungen aus anderen Kunststoffen in den Pfandstrom. Vor allem Behälter aus PS (Polystyrol) oder mit ungeeigneten Etiketten erweisen sich als wahre Störfaktoren. Diese Materialien lassen sich nur schwer von PET trennen und beeinträchtigen die Qualität des recycelten Materials massiv.

Die Ursache liegt in der Praxis der Rücknahmesysteme. Die gesammelten Verpackungen werden nach der Erfassung im Rücknahmeautomaten nicht mehr getrennt gehalten. Stattdessen landet beim Recycler ein buntes Gemisch aus verschiedenen Kunststoffen, Aluminium, Eisen und den Sammelsäcken aus LDPE (Low-Density Polyethylen). Besonders problematisch ist der wachsende Anteil an Polystyrol.

Die Verunreinigung mit PS stellt die PET-Recyclingunternehmen vor eine gewaltige Herausforderung. Zwar werden die Rückgaben vor dem eigentlichen Recyclingprozess sortiert, doch eine vollständige Trennung gelingt nicht. Die PS-Verpackungen werden genauso wie die PET-Flaschen im Automaten entwertet, dabei entstehen kleine Partikel. Die Folge: Diese kleinsten Polystyrol-Partikel gelangen ins Mahlgut und verhindern die Herstellung von hochwertigem Regranulat für neue Flaschen.

Dabei wird PET-Rezyklat dringend benötigt. Seit dem 1. Januar 2025 gilt eine gesetzliche Vorgabe: Neue PET-Getränkeflaschen müssen mindestens 25 Prozent Recyclingmaterial enthalten. Doch je stärker der Pfandstrom verunreinigt ist, desto weniger hochwertiges PET-Rezyklat kann produziert werden – ein Dilemma, das die Recyclingbranche in Bedrängnis bringt.

Die Recyclingbranche hat bereits versucht, das Problem an der Wurzel zu packen. Im vergangenen Jahr fanden Gespräche mit dem Inverkehrbringer der problematischen PS-Verpackungen statt. Ziel war es, das Unternehmen davon zu überzeugen, auf alternative Materialien umzusteigen. Technisch machbar wäre das durchaus, doch der Hersteller lehnte das Ansinnen der Recycler ab. Anfragen an weitere Produzenten von kritischen Verpackungen blieben sogar gänzlich unbeantwortet.

Ein Teufelskreis für Recycler
Der Frust in der Branche wächst. Herbert Snell, Vizepräsident des Bundesverbandes Sekundärrohstoffe und Entsorgung (bvse), bringt es auf den Punkt:

„Die Recycler stehen mal wieder mit dem Rücken zur Wand. Einerseits sollen mindestens 25 Prozent rPET in neuen PET-Flaschen eingesetzt werden, andererseits wird die Grundlage dafür gestört. Man kann nur noch auf den Verbraucher hoffen, dass dieser bei seiner Kaufentscheidung zu der Verpackung greift, die den Pfandstrom nicht stört, denn ansonsten wird sich das Recyclingproblem weiter verschärfen.“

Quelle:

Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung

Prototypenentwicklung mit CCPE-Materialien und CCPE-Bauteilen © Fraunhofer UMSICHT/Christian Spiess
Prototypenentwicklung mit CCPE-Materialien und CCPE-Bauteilen
11.02.2025

Circular Valley Convention: Fraunhofer CCPE mit Innovationen für die zirkuläre Kunststoffwirtschaft

Von nachhaltigen Produktentwicklungen über spannende Masterclasses bis hin zu einem interaktiven "Miniatur-Wunderland" können Besuchende zirkuläre Ansätze entdecken, um die Zukunft der Kunststoffindustrie zu gestalten. Auf der Circular Valley Convention (CVC) 2025 in Düsseldorf vom 12. bis 13. März 2025 präsentiert das Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE innovative Lösungen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft.

Von nachhaltigen Produktentwicklungen über spannende Masterclasses bis hin zu einem interaktiven "Miniatur-Wunderland" können Besuchende zirkuläre Ansätze entdecken, um die Zukunft der Kunststoffindustrie zu gestalten. Auf der Circular Valley Convention (CVC) 2025 in Düsseldorf vom 12. bis 13. März 2025 präsentiert das Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE innovative Lösungen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft.

Das Motto der Circular Valley Convention 2025, "Vereinte Industrien für eine zirkuläre Zukunft", passt zum Fraunhofer CCPE, denn die erfolgreiche Transformation hin zu einer zirkulären Kunststoffwirtschaft erfordert kreative Ansätze entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die Besuchenden dürfen sich auf interessante Präsentationen freuen, die die neuesten Entwicklungen in den Bereichen Geschäftsmodelle, Produktentwicklung sowie hochwertige Materialentwicklung beleuchten wie zum Beispiel Geotextilien oder Dachplanen. Auch Themen wie die Geruchsvermeidung von Rezyklaten, Leichtbauwerkstoffe auf Basis von Polymilchsäure (PLA) und die Gestaltung von Logistiknetzwerken und Digitalisierung werden behandelt. In der Masterclass zum Thema "Environmental assessment of circular plastics" erfahren die Teilnehmenden, welche Methoden sich für die transparente und vergleichbare Bewertung von Recyclingtechnologien eignen. Die Teilnehmenden sind eingeladen, ihre Fragen mitzubringen und zu erfahren, worauf sie bei einer vergleichenden Umweltbewertung von Kunststoffen im Kreislauf achten müssen.

Miniatur-Wunderland zeigt zirkuläre Innovationen im Alltag
Ein besonderes Highlight am Stand des Fraunhofer CCPE ist das interaktive "Miniatur-Wunderland", das demonstriert, wie zirkuläre Innovationen im Alltag der Kunststoffwirtschaft umgesetzt werden können. Hier haben die Besuchenden die Möglichkeit, Dachbahnen aus biologisch abbaubaren Kunststoffen, innovative zirkuläre Logistiklösungen und einen neu gestalteten, modularen Kindersitz aus nachhaltigen Materialien zu entdecken. Dieser Kindersitz verkörpert die Prinzipien des Circular Design, ist reparierbar und setzt auf wiederverwendbare Bauteile. Zudem können Interessierte das Circular Readiness Level® (CRL®) Tool kennen lernen. Mit diesem Online-Tool werden Produkte einem ersten Zirkularitätscheck unterzogen. Das Resultat gibt wertvolle Einblicke sowie erste Informationen welche Produktionsprozesse optimiert werden können. Ein Publikumsmagnet ist zudem die Recyclingkaskade, an der für unterschiedliche Abfallströme die optimalen Recyclingpfade demonstriert werden.

Die Circular Valley Convention vom 12. Bis 13. März 2025 bietet eine Plattform für den Austausch über zirkuläre Lösungen, Strategien und Geschäftsmodelle. Organisiert von der Messe Düsseldorf in Kooperation mit der Circular Valley Stiftung und wissenschaftlich begleitet von Fraunhofer UMSICHT, bringt die Convention Entscheidungsträger aus Unternehmen, Start-ups, Forschung, Politik und Gesellschaft zusammen, um den Fortschritt in der Kreislaufwirtschaft voranzutreiben und Synergien zu fördern.

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Bild Polytives GmbH
31.01.2025

Größeres Marktpotenzial von Biopolymeren durch neue Additive

Die Polytives GmbH, Spezialistin in der Entwicklung und Herstellung spezieller polymerer Additive, gibt den erfolgreichen Abschluss eines Forschungsprojektes in Zusammenarbeit mit dem Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e. V. (TITK) bekannt. Das Forschungsprojekt war Teil einer Partnerschaft im Rahmen des Thüringer Technologiewettbewerbs „get started 2gether“ und verfolgte das Ziel, Verarbeitungs- und Materialeigenschaften von Biopolymeren, speziell Polyhydroxyalkanoaten (PHA), durch die Zugabe innovativer Additive zu verbessern. Es ist bereits das zweite Projekt im Rahmen der „get started 2gether“-Förderung, welches Polytives mit der wirtschaftsnahen Forschungseinrichtung TITK erfolgreich abgeschlossen hat.

PHA stellen eine vielversprechende Alternative für bisherige synthetische Materialien dar, da sie aus nachhaltiger Ressourcenquelle stammen und gleichzeitig biologisch abbaubar sind. Sie gehören zur Gruppe der Thermoplaste, werden allerdings kaum genutzt, da sie recht spröde und im Verarbeitungsprozess thermisch wenig belastbar sind.

Die Polytives GmbH, Spezialistin in der Entwicklung und Herstellung spezieller polymerer Additive, gibt den erfolgreichen Abschluss eines Forschungsprojektes in Zusammenarbeit mit dem Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e. V. (TITK) bekannt. Das Forschungsprojekt war Teil einer Partnerschaft im Rahmen des Thüringer Technologiewettbewerbs „get started 2gether“ und verfolgte das Ziel, Verarbeitungs- und Materialeigenschaften von Biopolymeren, speziell Polyhydroxyalkanoaten (PHA), durch die Zugabe innovativer Additive zu verbessern. Es ist bereits das zweite Projekt im Rahmen der „get started 2gether“-Förderung, welches Polytives mit der wirtschaftsnahen Forschungseinrichtung TITK erfolgreich abgeschlossen hat.

PHA stellen eine vielversprechende Alternative für bisherige synthetische Materialien dar, da sie aus nachhaltiger Ressourcenquelle stammen und gleichzeitig biologisch abbaubar sind. Sie gehören zur Gruppe der Thermoplaste, werden allerdings kaum genutzt, da sie recht spröde und im Verarbeitungsprozess thermisch wenig belastbar sind.

Das Forschungsprojekt hatte zum Ziel, die Verarbeitungsmöglichkeiten zu optimieren und damit die Nutzbarkeit von PHA für eine industrielle Anwendung deutlich zu verbessern. Mit dem Prozesshilfsmittel bFI A 3745 von Polytives wurden unterschiedliche PHA-Typen compoundiert und anschließend auf ihre Güte für die Verarbeitung und die erhaltenen Kunststoffeigenschaften hin getestet. Diese Untersuchungen des TITK zeigen, dass bereits ein geringer Einsatz des Additivs die Fließfähigkeit deutlich verbessert und die sogenannte Melt-Flow-Rate (MFR) um bis zu 30 Prozent gesteigert werden konnte. Durch die verbesserte Fließfähigkeit vergrößert sich das Temperaturfenster, in dem sich die Biokunststoffe einfacher verarbeiten lassen.

Damit ergeben sich für PHA völlig neue Anwendungs- und Marktpotenziale. Insbesondere können sie nun einen bedeutenden Beitrag für den Weg zu umfangreicherer Verwendung nachhaltiger Kunststoffe leisten.

„Unsere Zusammenarbeit mit dem TITK ist ein hervorragendes Beispiel für kooperative Forschung und Entwicklung in Thüringen. Gemeinsam haben wir wichtige Fortschritte erzielt, um Biopolymere wie PHA für industrielle Anwendungen attraktiver zu machen und so nachhaltige Innovationen aus unserer Region heraus voranzutreiben“, sagt Oliver Eckardt, Geschäftsführer bei Polytives.

Für Benjamin Redlingshöfer, geschäftsführender Direktor des TITK und Vorsitzender des Forschungs- und Technologieverbundes Thüringen (FTVT), ist dieses erfolgreiche Projekt ein weiteres Beispiel dafür, dass der vom FTVT initiierte „get started 2gether“-Wettbewerb als echter Accelerator für Start-ups wirkt. „Unser Auftrag ist der erfolgreiche Transfer innovativer Ideen bis zur industriellen Marktreife“, so Redlingshöfer. „Mit Polytives konnten wir das nun schon zum zweiten Mal mustergültig realisieren. Wir haben das Unternehmen von ersten Laborversuchen in Jena bis zum Bezug des neuen Standorts mit eigener Produktionsstätte in Rudolstadt intensiv begleitet. Und werden das sehr gern auch weiterhin tun.“

Quelle:

Polytives GmbH

24.01.2025

Bewerbungsrunde für AVK Innovationspreis 2025 eröffnet

Die AVK prämiert die besten Innovationen auf dem Gebiet der faserverstärkten Kunststoffe (FVK) / Verbundwerkstoffe in den Kategorien:

  • Innovative Produkte/Anwendungen
  • Innovative Verfahren/Prozesse
  • Forschung und Wissenschaft

Bewerbungskriterien

Die AVK prämiert die besten Innovationen auf dem Gebiet der faserverstärkten Kunststoffe (FVK) / Verbundwerkstoffe in den Kategorien:

  • Innovative Produkte/Anwendungen
  • Innovative Verfahren/Prozesse
  • Forschung und Wissenschaft

Bewerbungskriterien

  • Preis für innovative Produkte bzw. Anwendungen
    - Realisierungsgrad der Produkt-Innovation
    - Innovationshöhe
    - Marktchancen
    - Nachhaltigkeit
  • Preis für innovative Prozesse bzw. Verfahren
    - Realisierungsgrad der Prozess- bzw. Verfahrens-Innovation
    - Innovationshöhe
    - Verbesserung der Effektivität bzw. Effizienz
    - Nachhaltigkeit
  • Preis für Forschung/Wissenschaft (ausgezeichnet werden Hochschulen, Universitäten und Institute)
    - Herausragende wissenschaftliche Arbeit
    - Innovationshöhe
    - Umsetzbarkeit
    - Nachhaltigkeit

Ein Ziel des Innovationspreises ist die Förderung neuer Produkte/Bauteile bzw. Anwendungen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) sowie die Förderung neuer Verfahren bzw. Prozesse zur Herstellung dieser FVK-Produkte. Ein weiterer Preis geht an Universitäten, Hochschulen und Institute für herausragende wissenschaftliche Arbeiten in Forschung und Wissenschaft. In allen Kategorien wird besonderer Wert auf das Thema „Nachhaltigkeit“ gelegt.

Ein weiteres Ziel ist es, die Innovationen sowie die dahinterstehenden Firmen/Institutionen auszuzeichnen und so die Leistungsfähigkeit der gesamten Composites-Industrie öffentlichkeitswirksam darzustellen. Bewertet werden die Einreichungen von einer hochkarätigen Jury von Experten aus dem Composites-Bereich.

Die Preisverleihung findet am 21. Oktober 2025 während des JEC Forum DACH in Dresden (21.-22.10.2025) statt.

Weitere Informationen:
AVK-Innovationspreis
Quelle:

AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.

(c) nova Institut
21.01.2025

Sechs Nominierungen kämpfen um Cellulose Fibre Innovation of the Year 2025

Am 12. und 13. März wird die Cellulosefaserindustrie wieder mit Interesse nach Köln blicken. Sechs Produkte sind für den beliebten Innovationspreis nominiert worden.

Jedes Jahr zeichnet der Konferenzveranstalter nova-Institut gemeinsam mit dem Award-Sponsor GIG Karasek Unternehmen aus, die durch ihre Kreativität, ihren technologischen Fortschritt und ihre ökologische Wirkung überzeugen. Ziel des Preises ist nicht nur die innovativen Produkte der Gewinner zu würdigen, sondern auch ein Zeichen für den Mut zur Innovation zu setzen.

Die Produktpräsentationen der Nominierten, die Abstimmung und die Preisverleihung finden am 12. März auf der Konferenz statt. Die Teilnehmenden vor Ort können live über die drei Gewinner abstimmen. Es werden über 220 Personen erwartet.

Die Nominierten

Am 12. und 13. März wird die Cellulosefaserindustrie wieder mit Interesse nach Köln blicken. Sechs Produkte sind für den beliebten Innovationspreis nominiert worden.

Jedes Jahr zeichnet der Konferenzveranstalter nova-Institut gemeinsam mit dem Award-Sponsor GIG Karasek Unternehmen aus, die durch ihre Kreativität, ihren technologischen Fortschritt und ihre ökologische Wirkung überzeugen. Ziel des Preises ist nicht nur die innovativen Produkte der Gewinner zu würdigen, sondern auch ein Zeichen für den Mut zur Innovation zu setzen.

Die Produktpräsentationen der Nominierten, die Abstimmung und die Preisverleihung finden am 12. März auf der Konferenz statt. Die Teilnehmenden vor Ort können live über die drei Gewinner abstimmen. Es werden über 220 Personen erwartet.

Die Nominierten

Fibers365 (DE): Hanf365 – Landwirtschaftliches Dekorations- und Trägermaterial
Das Konzept „Hanf365“ zeichnet sich aus durch die Herstellung eines kostengünstigen, pflanzlichen Dekorations- und Trägermaterials durch die chemiefreie Verarbeitung einer regionalen Agrarfaser, die Verarbeitung von Kurzfasern im Nassvliesverfahren und eine massive Reduktion der für die Stärke und Funktionalität. Der Gehalt an Nichtfasern beträgt weniger als 7 % und wird ebenfalls aus biogenem und biologisch abbaubarem Material hergestellt. Hanf365 ist 100 % natürlich und vegan. Es wurde in Zusammenarbeit mit einem Automobilhersteller für Verbraucher (Mode) und industrielle Anwendungen entwickelt.

Releaf Paper France (FR): Releaf Fiber – Umweltfreundliches Papier aus städtischem Laubabfall
Releaf Paper France verwandelt städtischen Laubabfall in nachhaltige Cellulosefasern und bietet damit eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichem Hartholz-Zellstoff. Durch die firmeneigene Niedrigtemperatur-Extraktion werden hochwertige Fasern mit hervorragenden papierbildenden Eigenschaften isoliert. Mit einem Cellulosegehalt von 32-48 % und ähnlichen Eigenschaften wie Hartholz eignen sich Releaf-Fasern ideal für Verpackungsmaterialien wie Wellpappe, Kartons und Tüten. Dieses innovative Verfahren, das nur ein Minimum an Wasser und nicht aggressiven Lösungsmitteln erfordert, steht im Einklang mit den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft, indem es jährlich Millionen Tonnen städtischer Laubabfälle wiederverwertet und globale Marken bei der Entwicklung nachhaltiger Verpackungslösungen unterstützt.

SA-Dynamics (DE): Cellulose-Aerogel-Textilien – Dämmstoffe der nächsten Generation
Cellulose-Aerogel-Textilien sind revolutionäre Dämmstoffe, die zu 100 % aus biologisch abbaubaren Cellulose-Aerogelfasern bestehen. Sie kombinieren die Flexibilität und einfache Verarbeitung herkömmlicher Stoffe mit den hervorragenden Wärmedämmeigenschaften von Aerogelen, indem sie ein neuartiges Aerogelfaserverfahren nutzen. Sie sind leicht, hocheffizient, mit herkömmlichen Textilmaschinen kompatibel und stellen eine nachhaltige Alternative zu Isoliermaterialien auf fossiler und tierischer Basis dar. Vollständig recycelbar und frei von Mikroplastikemissionen, setzen Cellulose-Aerogel-Textilien einen neuen Maßstab für Lösungen der Kreislaufwirtschaft in der Textil- und Bauindustrie. Erste funktionale Demonstratoren wurden im Rahmen von zwei Projekten entwickelt, die von Biotexfuture bzw. RWTH Innovation gefördert wurden.

Sci-Lume Labs (US): Bylon® – Erneuerbare Kreislauffasern aus landwirtschaftlichen Abfällen
Sci-Lume Labs stellt Bylon® her, eine skalierbare, kreisförmige, biosynthetische Faser. Durch den Einsatz hocheffizienter chemischer Verfahren zur Aufwertung von landwirtschaftlichen Abfällen lässt sich Bylon® nahtlos in jeden Schritt der globalen Wertschöpfungskette integrieren – von der Rohstoffproduktion bis zur Textilherstellung. Bylon® unterscheidet sich von herkömmlichen und neuartigen Materialien, weil es gleichzeitig bio-basiert, aus Abfällen gewonnen, abbaubar, recycelbar, stromabwärtskompatibel und schmelzspinnbar ist. Bylon® bietet außerdem ein einzigartiges Leistungsprofil, indem es die mechanischen Eigenschaften und die Anpassungsfähigkeit herkömmlicher Kunststoffe mit den Feuchtigkeitseigenschaften und der Kreisform von Naturfasern kombiniert. Da Bylon® keine Änderungen in der Lieferkette erfordert, ermöglicht es der Industrie, ihre Umweltauswirkungen zu reduzieren – ohne Kompromisse bei Qualität, Leistung oder Kosten.

TMG Automotive (PT): REFIBER – Nachhaltiges Oberflächenmaterial auf Pflanzenbasis
Verbundlösungen auf Textilbasis sind ein wachsender Trend im Automobilsektor, insbesondere für dekorative und funktionale Innenraumanwendungen. Innovatives Leder auf Pflanzenbasis demonstriert diesen Trend und verbindet Nachhaltigkeit mit fortschrittlicher Leistung. Entwickelt aus einer Biopolymer-Matrix in Kombination mit Celluloseabfällen, verwandelt dieses Material Abfälle in eine hochwertige, umweltfreundliche Lösung. Die Textilrückseite und die Vlieslaminatrückseite bestehen ebenfalls vollständig aus Cellulosefasern, wodurch ein vollständig integrierter biobasierter Verbundstoff entsteht. Dieses leichte, langlebige und ästhetisch vielseitige Material, das unter anderem für die Innenausstattung von Fahrzeugen entwickelt wurde, setzt einen neuen Standard für nachhaltiges Design und erfüllt gleichzeitig die wachsende Nachfrage der Industrie nach kreislauffähigen und erneuerbaren Alternativen.

Uluu (AU): Kunststoff ersetzen in Textilien durch natürliche, aus Algen gewonnene Materialien
Uluu ist ein australisches Start-up, das Kunststoffe durch natürliche Polymere (PHA) ersetzen will. Die Materialien von Uluu werden aus einem regenerativen Rohstoff hergestellt: aus gezüchteten Algen, wodurch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Landpflanzen beendet wird. In Zusammenarbeit mit der Deakin University entwickelt Uluu Textilien, die sich wie synthetisches Polyester verhalten, aber biologisch abbaubar und biokompatibel sind, wodurch die anhaltende Verschmutzung durch Mikroplastik in der Mode vermieden wird. Wichtig ist, dass die Uluu-Materialien wiederverwendbar, recycelbar und vor allem kompostierbar sind. Sie werden auf natürliche Weise durch einen einzigartigen Fermentationsprozess hergestellt, bei dem Algen, Salzwassermikroben und Meerwasser verwendet werden. Uluu-Pellets können in bestehenden Schmelzspinnanlagen direkt anstelle von Kunststoffen (z. B. Polyester, Nylon) verwendet werden, wodurch Garne entstehen, die zu Textilien gestrickt oder gewebt werden können. Neben Faserpellets stellt Uluu auch andere Pelletsorten her, die Kunststoffe ersetzen, die z. B. in Knöpfen, Sonnenbrillen, Haarspangen und Verpackungen verwendet werden.

Das biologisch abbaubare Geotextil ist aus nachwachsenden Rohstoffen und dient als temporärer Filter für die Ufersicherung. © Fraunhofer UMSICHT
Das biologisch abbaubare Geotextil ist aus nachwachsenden Rohstoffen und dient als temporärer Filter für die Ufersicherung.
15.01.2025

Biologisch abbaubare Geotextilien zur Ufersicherung

Ufer an Binnenwasserstraßen sind Belastungen durch die Schifffahrt und auch den Gezeiten ausgesetzt. Um Erosion zu vermeiden, werden diese meist technisch durch Steinschüttungen oder -mauern gesichert. Dies hat allerdings einen negativen Einfluss auf die Ökosysteme. Im Verbundforschungsprojekt »Bioshoreline« – gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft - entwickelten die Forschenden unter der Leitung des Fraunhofer UMSICHT ein biologisch abbaubares Geotextil aus nachwachsenden Rohstoffen, das als temporärer Filter für die Ufersicherung an Binnenwasserstraßen dient.

Schiffsverkehr führt zu einer besonderen hydraulischen Belastung der Ufer. Um das Ökosystem und damit den Lebensraum für ufertypische Pflanzen und Tiere zu fördern, sollen vermehrt Pflanzen anstatt technisch gesicherter Ufer zum Einsatz kommen – was auch die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) fordert. Bis die Pflanzen allerdings ausreichend Wurzeln gebildet haben, sind zusätzliche Befestigungen am Ufer notwendig: z.B. temporäre Geotextilvliese.
Stabil und gleichzeitig abbaubar

Ufer an Binnenwasserstraßen sind Belastungen durch die Schifffahrt und auch den Gezeiten ausgesetzt. Um Erosion zu vermeiden, werden diese meist technisch durch Steinschüttungen oder -mauern gesichert. Dies hat allerdings einen negativen Einfluss auf die Ökosysteme. Im Verbundforschungsprojekt »Bioshoreline« – gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft - entwickelten die Forschenden unter der Leitung des Fraunhofer UMSICHT ein biologisch abbaubares Geotextil aus nachwachsenden Rohstoffen, das als temporärer Filter für die Ufersicherung an Binnenwasserstraßen dient.

Schiffsverkehr führt zu einer besonderen hydraulischen Belastung der Ufer. Um das Ökosystem und damit den Lebensraum für ufertypische Pflanzen und Tiere zu fördern, sollen vermehrt Pflanzen anstatt technisch gesicherter Ufer zum Einsatz kommen – was auch die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) fordert. Bis die Pflanzen allerdings ausreichend Wurzeln gebildet haben, sind zusätzliche Befestigungen am Ufer notwendig: z.B. temporäre Geotextilvliese.
Stabil und gleichzeitig abbaubar

Ziel des Projekts war es, einen Geotextilfilter für biologische Befestigungssysteme von Ufern zu entwickeln. Dieser Filter soll vor der Uferbefestigung durch Pflanzen den Boden stabilisieren und sich dann vollständig abbauen, sobald die Pflanzenwurzeln diese Aufgabe übernehmen können.

Das neuartige Geotextil besteht aus einer Mischung schnell abbaubarer Naturfasern und biobasierter, langsam abbaubarer synthetischer Fasern. Diese Kombination gewährleistet die erforderliche Stabilität für mindestens drei Jahre bei gleichzeitiger vollständiger biologischer Abbaubarkeit. »Eine der Herausforderungen bei dem Projekt war es, ein stabiles Geotextil zu entwickeln, das gleichzeitig auch die Durchwurzelung der Pflanzen ermöglicht und sich nach einer gewissen Zeit vollständig abbaut. In vielen Optimierungsschritten ist es uns nun gelungen, einen geeigneten Prototyp herzustellen«, erklärt Projektleiterin Pia Borelbach des Fraunhofer UMSICHT.

Erste Prototypen im Einsatz
Im Januar 2020 erfolgte der Einbau erster Prototypen an einer Versuchsstrecke am Rhein bei Worms. Die generelle Durchwurzelbarkeit der hergestellten Geotextilfilter wurde mit Weidenspreitlagen als Bepflanzung sowohl in speziellen Versuchskästen als auch im Freiland nachgewiesen. Proben wurden nach ein, zwei und drei Jahren entnommen und geprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass Abbauprozesse begonnen haben.

Basierend auf den Erkenntnissen aus Freiland- und Durchwurzelungsversuchen optimierten die Forschenden das Geotextil erneut, um die Durchwurzelbarkeit weiter zu verbessern. Dieser Prototyp ist nun seit März 2023 unter Steinmatratzen und seit April 2024 unter Weidenspreitlage und Saatgutmatten an der Versuchsstrecke im Einsatz.

Das Projekt eröffnet neue Möglichkeiten für den naturnahen Wasserbau und erschließt ein neues Anwendungsgebiet für biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe.

Ergebnisse im Webinar am 11. Februar 2025
Am 11. Februar präsentieren Forschende die Ergebnisse des Projekts »Bioshoreline« von 13:30 bis 15:30 Uhr ganz konkret in einem Webinar. Die Online-Veranstaltung richtet sich an Hersteller von Geotextilien, Filamenten und technischen Textilien, Fachleute aus dem GALA-Bau und konstruktiven Ingenieurbau sowie ausschreibende Behörden und potenzielle Projektpartner, die an biologisch abbaubaren Projekten interessiert sind.

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Staffelstab-Übergabe im Röntgenbau der TU Ilmenau mit (von links) dem langjährigen Universitäts-Rektor Prof. Dr. Peter Scharff, Antrittsredner Dr. Michael Gladitz, Abschiedsredner Prof. Dr. Klaus Heinemann, TITK-Direktor Benjamin Redlingshöfer und dem Direktor des Instituts für Chemie und Biotechnik der Universität, Prof. Dr. Uwe Ritter. Staffelstab-Übergabe im Röntgenbau der TU Ilmenau mit (von links) dem langjährigen Universitäts-Rektor Prof. Dr. Peter Scharff, Antrittsredner Dr. Michael Gladitz, Abschiedsredner Prof. Dr. Klaus Heinemann, TITK-Direktor Benjamin Redlingshöfer und dem Direktor des Instituts für Chemie und Biotechnik der Universität, Prof. Dr. Uwe Ritter. Foto: TITK / Steffen Beikirch
16.12.2024

Prof. Heinemann verabschiedet, Dr.-Ing. Gladitz folgt nach

Prof. Dr. Klaus Heinemann, langjähriger Abteilungsleiter am TITK Rudolstadt, gab jetzt in Ilmenau seine Abschiedsvorlesung. In seine Fußstapfen tritt mit Dr.-Ing. Michael Gladitz ein weiterer Wissenschaftler aus dem Rudolstädter Forschungsinstitut.

„Polymerchemie – Chemische Grundlagen der Polymerwerkstoffe.“ Fast zwei Jahrzehnte lang gehörte diese Vorlesung ins Pflichtprogramm vieler Ilmenauer Studenten. Jetzt gab es sie letztmalig zu hören. Auf gemeinsame Einladung des Instituts für Chemie und Biotechnik der TU sowie des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) trat Klaus Heinemann noch einmal vors Auditorium im Röntgenbau. Der Abend mit zahlreichen Kollegen und Weggefährten war seiner Verabschiedung und der Einführung des Nachfolgers gewidmet.

Prof. Dr. Klaus Heinemann, langjähriger Abteilungsleiter am TITK Rudolstadt, gab jetzt in Ilmenau seine Abschiedsvorlesung. In seine Fußstapfen tritt mit Dr.-Ing. Michael Gladitz ein weiterer Wissenschaftler aus dem Rudolstädter Forschungsinstitut.

„Polymerchemie – Chemische Grundlagen der Polymerwerkstoffe.“ Fast zwei Jahrzehnte lang gehörte diese Vorlesung ins Pflichtprogramm vieler Ilmenauer Studenten. Jetzt gab es sie letztmalig zu hören. Auf gemeinsame Einladung des Instituts für Chemie und Biotechnik der TU sowie des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) trat Klaus Heinemann noch einmal vors Auditorium im Röntgenbau. Der Abend mit zahlreichen Kollegen und Weggefährten war seiner Verabschiedung und der Einführung des Nachfolgers gewidmet.

Heinemann, seit 2003 Abteilungsleiter und später auch stellvertretender Direktor am TITK, hatte seit 2005 Vorlesungen in Ilmenau gehalten. Im gleichen Jahr wurde das TITK zum ersten externen An-Institut der Universität. Und ist bis heute das Erfolgreichste, wie der langjährige TU-Rektor, Prof. Dr. Peter Scharff, in seiner Laudatio feststellte. Von einer „extrem erfolgreichen Zusammenarbeit“ zwischen TU und TITK sprachen sowohl Scharff als auch der geschäftsführende Direktor des TITK, Benjamin Redlingshöfer. Die Basis dafür sei natürlich durch die gemeinsamen Interessen und die sehr gute Symbiose zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung gelegt worden, welche in den letzten Jahren auch in eine abgestimmte Investitionsstrategie mit wertvollen Anschaffungen auf beiden Seiten mündete. Vor allem aber habe es auch menschlich immer gepasst zwischen den Akteuren beider Institutionen, betonte Redlingshöfer.

Am 1. Februar 2007 war Klaus Heinemann zum Honorarprofessor für Organische Chemie bestellt worden. Schon damals würdigte TU-Rektor Peter Scharff dessen „unkomplizierte, aber exakte, anschauliche Art und Weise der Wissensvermittlung“, die sowohl von Mitarbeitern als auch Studenten geschätzt werde. Nun sagte Scharff: „Ich wünschte mir, dass es mehr solche Personen gäbe wie Sie. Wir freuen uns auf Dr. Gladitz, aber wir werden Sie sehr vermissen.“

Auch Prof. Dr. Uwe Ritter, Direktor des Instituts für Chemie und Biotechnik, bedankte sich bei Klaus Heinemann. Er habe in 20 Jahren gemeinsamer Arbeit nicht nur Chemiestudenten, sondern auch Physikern und Werkstoffwissenschaftlern die Polymerchemie nahegebracht. Dieser Anspruch bleibe weiter wichtig, so Ritter, da die TU nicht über eigene Kompetenzen in der Polymerchemie verfüge, die Studenten aber trotzdem allumfassend ausbilden wolle.

Passend zur Staffelstab-Übergabe überschrieb Heinemanns Nachfolger Michael Gladitz seine unmittelbar folgende Antrittsvorlesung mit dem Titel „Polymerwerkstoffe und ihre Chemie im Wandel der Zeit – Zukunftsperspektiven für mehr Nachhaltigkeit“. In einem kurzweiligen Vortrag riss er dabei zahlreiche innovative Themen an, die aktuell unter seiner Mitwirkung am TITK bearbeitet werden – seien es neue Materialien für die Wasserstoff-Speicherung, neue Biokunststoffe oder neue Ansätze für ein verbessertes Kunststoff-Recycling.
Mindestens genauso breit gefächert sind seine Arbeitsschwerpunkte, seit er 2005 als Wissenschaftler ans TITK kam. Zuvor hatte Michael Gladitz an der damaligen Fachhochschule Jena den Abschluss als Diplom-Ingenieur der Werkstofftechnik erworben. Später promovierte er an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. An der TU Ilmenau ist er alles andere als ein Neuling: Bereits 2007 etablierte er dort die erste Vorlesungsreihe zur Kunststofftechnik, hielt seitdem diverse Gastbeiträge und betreut regelmäßig Bachelor- und Master-Arbeiten.

Zu guter Letzt ist Michael Gladitz auch als Dozent an seiner früheren Hochschule in Jena tätig und engagiert sich ehrenamtlich als Prüfer bei der Industrie- und Handelskammer Ostthüringen zu Gera.

Weitere Informationen:
TITK Rudolstadt TU Ilmenau Polymerchemie
Quelle:

TITK Rudolstadt

Durch den Einsatz neuartiger Additivsysteme soll der Lebenszyklus biobasierte Polyester verlängert werden. © Grafik: Fraunhofer LBF
Durch den Einsatz neuartiger Additivsysteme soll der Lebenszyklus biobasierte Polyester verlängert werden.
16.12.2024

Biobasierte Polyester für anspruchsvolle Langzeitanwendungen

Aktuelle biobasierte Kunststoffe sind oft nur für kurzlebige Anwendungen, wie Verpackungen geeignet, da sie unzureichende Langzeiteigenschaften aufweisen. Das neue Projekt „Biobasierte Polyester für anspruchsvolle Langzeitanwendungen“ aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF soll die Langzeiteigenschaften von Biokunststoffen durch gezielte Additivierung verbessern, um deren Einsatz in technischen Anwendungen zu ermöglichen. Dafür suchen die Forschenden Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette, die auch bei langlebigen Produkten petrobasierte Kunststoffe durch biobasierte Lösungen substituieren möchten.

Aktuelle biobasierte Kunststoffe sind oft nur für kurzlebige Anwendungen, wie Verpackungen geeignet, da sie unzureichende Langzeiteigenschaften aufweisen. Das neue Projekt „Biobasierte Polyester für anspruchsvolle Langzeitanwendungen“ aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF soll die Langzeiteigenschaften von Biokunststoffen durch gezielte Additivierung verbessern, um deren Einsatz in technischen Anwendungen zu ermöglichen. Dafür suchen die Forschenden Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette, die auch bei langlebigen Produkten petrobasierte Kunststoffe durch biobasierte Lösungen substituieren möchten.

In dem geplanten Projekt werden biobasierte Materialien durch gezielte Additivierung optimiert, um mit petrochemischen Kunststoffen vergleichbar zu sein. In zahlreichen Projekten haben Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in den letzten Jahren auf dem Gebiet Kunststoff-Additive geforscht und können die Langzeiteigenschaften von Kunststoffen sowohl aus fossilen als auch aus nachwachsenden Rohstoffen verbessern. Ziel des Projektes ist die nachhaltige Substitution petrobasierter technischer Kunststoffe auf Basis bisher gewonnener Erkenntnisse zur Materialoptimierung sowie die Realisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Minimale Veränderungen im Verarbeitungsprozess
Das Projekt adressiert die Herausforderungen der Langzeiteigenschaften von Biokunststoffen. In einer umfassenden Literaturrecherche werden zunächst bestehende Daten zur Langzeitstabilität und eingesetzten Stabilisatoren zusammengeführt. Gemeinsam mit den Projektpartnern wird ein Lastenheft erstellt, welches die zu erreichenden Materialeigenschaften festlegt. Marktverfügbare Biokunststoffe und Additive werden identifiziert und hinsichtlich ihrer Eigenschaften getestet. Die Modifikation der Biokunststoffe erfolgt durch die Entwicklung neuer Formulierungen im Technikumsmaßstab. Ziel ist es, die Materialsubstitution mit minimalen Veränderungen in den bestehenden Verarbeitungsprozessen zu ermöglichen.

Die Fraunhofer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler suchen Partner aus Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette beginnend mit Herstellern von Kunststoffen und Additiven bis hin zu Unternehmen, die einzelne Bauteile in ihren Konstruktionen substituieren wollen, mit besonderem Fokus auf Entwickler und Produzenten fertiger Bauteile.

Gemeinsam Wettbewerbsvorteile sichern: Nachhaltige anspruchsvolle Kunststoffprodukte
OEM und Hersteller von Kunststoffbauteilen aus dem Bereich Bau, Automotive, Sport und Freizeit, Elektro- und Elektronik Bauteile, Haushaltsgeräte, die petrobasierte Kunststoffe durch biobasierte Lösungen substituieren möchten, erhalten mit der Teilnahme an dem neuen Projekt »Biobasierte Polyester für anspruchsvolle Langzeitanwendungen« ausreichend Wissen, um ihre eigene Forschung und Entwicklung individuell und zielgenau zu optimieren. Sie profitieren direkt von neuesten Erkenntnissen und sichern sich dadurch Wettbewerbsvorteile. Rohstoff- und Additivhersteller können ihr bestehendes Produktportfolio um neue Anwendungsmöglichkeiten erweitern und Compoundeure wappnen sich für zukünftige Herausforderungen beim Einsatz von Biokunststoffen.

Weitere Informationen:
polyester biobasierte Fasern
Quelle:

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Gewinner:innen des Borealis Scientific Innovation Award 2024 (c) Borealis AG
06.12.2024

Preisträger des Borealis Scientific Innovation Award 2024

Am 4. Dezember 2024 gab Borealis die Gewinner:innen des Borealis Scientific Innovation Award 2024 (BSIA) im Rahmen des Borealis Innovation Days in Linz, Österreich, bekannt.

Als globaler Branchenführer prämiert Borealis seit 2008 revolutionäre Ideen mit dem Borealis Scientific Innovation Award und würdigt damit Innovationen, die das Potenzial haben, die Welt zu verändern. In diesem Jahr lag der Schwerpunkt auf neuen Lösungen für die ökologisch nachhaltige Produktion und Verwendung von Kunststoffen.

Innovative Denker:innen aus dem professionellen und akademischen Wissenschaftsumfeld, Unternehmer:innen, Start-ups und Universitätsforscher:innen waren eingeladen, ihre Ideen einzureichen. Die Gewinner:innen wurden von einer Jury aus dem Borealis-Forschungsteam ausgewählt, die alle Einreichungen sorgfältig bewertete.

In diesem Jahr wurden Beiträge zu den folgenden Hauptbereichen angenommen:

  • Neue Katalysatoren für nachhaltige Produktion
  • Energieeffiziente Polymerisationsverfahren
  • Recycling von Polymeren
  • Polymermaterialien für die Energiewende

Borealis Scientific Innovation Award 2024 für:

Am 4. Dezember 2024 gab Borealis die Gewinner:innen des Borealis Scientific Innovation Award 2024 (BSIA) im Rahmen des Borealis Innovation Days in Linz, Österreich, bekannt.

Als globaler Branchenführer prämiert Borealis seit 2008 revolutionäre Ideen mit dem Borealis Scientific Innovation Award und würdigt damit Innovationen, die das Potenzial haben, die Welt zu verändern. In diesem Jahr lag der Schwerpunkt auf neuen Lösungen für die ökologisch nachhaltige Produktion und Verwendung von Kunststoffen.

Innovative Denker:innen aus dem professionellen und akademischen Wissenschaftsumfeld, Unternehmer:innen, Start-ups und Universitätsforscher:innen waren eingeladen, ihre Ideen einzureichen. Die Gewinner:innen wurden von einer Jury aus dem Borealis-Forschungsteam ausgewählt, die alle Einreichungen sorgfältig bewertete.

In diesem Jahr wurden Beiträge zu den folgenden Hauptbereichen angenommen:

  • Neue Katalysatoren für nachhaltige Produktion
  • Energieeffiziente Polymerisationsverfahren
  • Recycling von Polymeren
  • Polymermaterialien für die Energiewende

Borealis Scientific Innovation Award 2024 für:

  • Erster Platz: Clement Collins Rice (Universität Oxford, GB) "Auf dem Weg zu Designer-Polyolefinen: hochgradig abstimmbare Olefin-Copolymerisation mit einem einzigen Permethyl-Indenyl-Post-Metallocen-Katalysator"
  • Zweiter Platz: Elisabetta Carrieri (Universität Gent, Belgien) "Entwicklung eines lösungsmittelbasierten Recyclingverfahrens für Agrarfolien"
  • Dritter Platz: Esun Selvam (Universität Delaware, USA) "Recycling von Polyolefin-Kunststoffabfällen bei kurzen Kontaktzeiten durch schnelle Joule-Erwärmung"

Die Gewinner:innen durften sich nicht nur über Geldpreise freuen, sondern wurden auch in das Borealis Innovation Headquarters in Linz, Österreich, eingeladen, wo sie an der Preisverleihung im Rahmen des Borealis Innovation Day 2024 teilnahmen.

Die Ankündigung der Einreichungsfrist für Bewerbungen für den nächsten BSIA wird im Frühjahr 2025 veröffentlicht.

Herstellung der „Infinity“ Tapes aus einem textilen Krempelband. Foto: DITF
Herstellung der „Infinity“ Tapes aus einem textilen Krempelband.
05.12.2024

Tapes aus recycelten Carbonfasern für den Leichtbau

Aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und ihrem geringen Eigengewicht werden in Leichtbauanwendungen, bei denen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit bei zugleich minimalem Gewicht entscheidend sind, zunehmend carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eingesetzt. Jedoch gehen mit dem wachsenden Einsatz an CFK auch große Mengen an Carbonfaserabfällen einher. Für diese haben sich bisher nur Verarbeitungsrouten etablieren können, die eine signifikante Verringerung der CFK-Eigenschaften und somit eine Einschränkung der Einsatzbereiche aufweisen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben hochorientierte Tapes aus recycelten Carbonfasern (rCF) entwickelt, die auch für Hochleistungsanwendungen wie Strukturbauteile im Automobil wiedereingesetzt werden können.

Aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und ihrem geringen Eigengewicht werden in Leichtbauanwendungen, bei denen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit bei zugleich minimalem Gewicht entscheidend sind, zunehmend carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eingesetzt. Jedoch gehen mit dem wachsenden Einsatz an CFK auch große Mengen an Carbonfaserabfällen einher. Für diese haben sich bisher nur Verarbeitungsrouten etablieren können, die eine signifikante Verringerung der CFK-Eigenschaften und somit eine Einschränkung der Einsatzbereiche aufweisen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben hochorientierte Tapes aus recycelten Carbonfasern (rCF) entwickelt, die auch für Hochleistungsanwendungen wie Strukturbauteile im Automobil wiedereingesetzt werden können.

Carbonfasern werden in der Regel aus erdölbasierten Rohstoffen in einem energieintensiven Prozess hergestellt, wobei große Mengen CO2 ausgestoßen werden. Das verwendete Material entspricht einem Treibhauspotential von ungefähr 20 – 65 Kilogramm CO2-Äquivalenten pro Kilogramm. Trotzdem steigt die Produktion von CFK weiterhin und mit ihr auch die Menge an CFK-Abfällen. Denn je nach Verarbeitungsverfahren fällt in der Produktion bis zu 50 Prozent Verschnitt an. Hinzu kommen große Mengen CFK-Abfälle in Form von Bauteilen, die das Ende ihrer Lebenszeit erreicht haben. Allein in Europa werden bis 2030 voraussichtlich etwa 8.000 Passagierflugzeuge mit erheblichen Anteilen an CFK aus dem Betrieb genommen.

Aktuell werden lediglich 15 Prozent der CFK-Abfälle rezykliert. Die übrigen über 85 Prozent dieser CFK-Bauteile landen am Ende ihrer Lebensdauer in Müllverbrennungsanlagen oder Deponien. Durch die Verbrennung kann zwar Energie in Form von Wärme oder Strom gewonnen werden. Ein Recycling der Carbonfasern würde jedoch weit mehr für den Klima- und Ressourcenschutz beitragen.

In den letzten Jahren wurden deshalb verschiedene Recyclingverfahren für CFK, wie die Pyrolyse oder Solvolyse, weiterentwickelt, um Carbonfasern in hoher Qualität zurückzugewinnen.

Im Vergleich zu Neufasern sind die Einsatzmöglichkeiten von recycelten Carbonfasern deutlich eingeschränkt. In einem Neufaserprodukt liegen Carbonfasern üblicherweise in Filamentsträngen von technisch unbegrenzter Länge und zudem in Lastrichtung orientiert vor. Auf diese Weise entfaltet die Carbonfaser ihr volles Potential, da sie ihre maximale Festigkeit in Faserrichtung aufweist. Durch das Recycling kommt es zwangsläufig zu einer Einkürzung der Carbonfasern auf Längen im Mikrometer- bis Zentimeterbereich. Zusätzlich geht die Lastrichtungsorientierung der Carbonfasern verloren, die Fasern liegen zunächst in Wirrlage vor.

Die DITF befassen sich nun bereits seit ca. 15 Jahren erfolgreich damit, die klassischen Spinnereiprozesse an das neuartige Fasermaterial rCF anzupassen. Ziel ist es dabei, eine neue Kategorie von rCF-Tape-Halbzeugen zu entwickeln und in ihren mechanischen Eigenschaften so zu verbessern, dass sie Neufasermaterial in strukturellen Anwendungen tatsächlich ersetzen kann. Nur dann sind carbonfaserbasierte Verbundwerkstoffe wirklich kreislauffähig.

Um ein orientiertes Halbzeug ähnlich eines Carbonprodukts aus Neufasern herzustellen, ist es entscheidend, die Wirrlage der rCF aufzuheben und die Fasern wieder parallel zueinander auszurichten. Eine vielversprechende Möglichkeit dies zu erreichen, stellt die Herstellung von hochorientierten Tapes dar.

Hierbei werden die Carbonfasern in einem ersten Schritt geöffnet und mit thermoplastischen Matrixfasern (Polyamid 6) gemischt. Im Anschluss wird die Fasermischung in einem für die Verarbeitung von Carbonfasern modifizierten Krempelprozess weiter separiert und orientiert. Am Auslauf der Krempel wird das im Krempelprozess entstehende Faserflor zu einem Faserband zusammengefasst und in eine Kanne abgelegt. Dieses rCF/PA6-Faserband stellt das Ausgangsmaterial für den folgenden Tapebildungs-Prozess dar und weist bereits eine Vororientierung der Carbonfasern auf. Im nachfolgenden Verstreckprozess kann die Orientierung der Fasern noch gesteigert werden. Durch das Verziehen des Faserbandes werden die Fasern in Verzugsrichtung bewegt und längs ausgerichtet. Der letzte Prozessschritt ist die Tapebildung, bei der das Faserband unter Spannung in die gewünschte Form gebracht und anschließend in eine endlose Tapestruktur fixiert wird. Bei der Fixierung schmelzen die Thermoplastfasern teilweise oder komplett auf und erstarren anschließend.

Diese an den DITF entwickelte Technologie zur Herstellung von hochorientierten rCF-Tapes wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „Infinity“ (03LB3006) eingesetzt, um einen nachhaltigen und faserschonenden Recyclingkreislauf für CFK nachzuweisen. Auf Basis der „Infinity“-Tapes wurde ein Verbundwerkstoff entwickelt, der 88 Prozent der Zugfestigkeit und des Zugmoduls eines vergleichbaren Neufaserprodukts erzielte. Zudem ergab eine Lebenszyklusanalyse, dass sich das Treibhauspotenzial bei Einsatz von Pyrolysefasern um ca. 49 Prozent und für rCF aus Produktionsabfällen um ca. 66 Prozent reduziert.

Die Ergebnisse weisen somit den Weg zur echten Substitution von Neufaser-CFK durch Recycling-CFK anstelle des Downcyclings zu schwach orientierten Materialien und dem damit verbundenen Verlust an mechanischen Eigenschaften.

Quelle:

Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung

Foto AVK Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.
26.11.2024

Erfolgreiche Composites-Flammschutztagung in Berlin

Am 20. und 21. November 2024 fand die zweite Fachtagung Flammschutz zum Thema Composites-Anwendungen in Berlin statt, veranstaltet von der AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. in Kooperation mit der FGK - Forschungsgesellschaft Kunststoffe e.V.

60 Teilnehmer:innen besuchten die internationale Veranstaltung, welche neben dem Verkehrssektor in diesem Jahr auch die Anforderungen im Bereich Bau/Infrastruktur thematisierte.

18 Referenten informierten in 14 Vorträgen über Anforderungen und Innovationen aus den Bereichen Normung & Standardisierung, Materialentwicklung, Bau/Infrastruktur, Öffentlicher Verkehr, Automotive und Forschung & Wissenschaft.

Zu Beginn führte Prof. Schartel von der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung in das Prinzip und Konzept von flammgeschützten Composites ein. In den darauffolgenden Themenblöcken informierten u.a. die Firmen CTS Composite Technologie Systeme GmbH und Nabaltec AG über neue Möglichkeiten und Entwicklungen auf Materialebene von nichtbrennbaren Faserverbundkunststoffen (FVK).

Am 20. und 21. November 2024 fand die zweite Fachtagung Flammschutz zum Thema Composites-Anwendungen in Berlin statt, veranstaltet von der AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. in Kooperation mit der FGK - Forschungsgesellschaft Kunststoffe e.V.

60 Teilnehmer:innen besuchten die internationale Veranstaltung, welche neben dem Verkehrssektor in diesem Jahr auch die Anforderungen im Bereich Bau/Infrastruktur thematisierte.

18 Referenten informierten in 14 Vorträgen über Anforderungen und Innovationen aus den Bereichen Normung & Standardisierung, Materialentwicklung, Bau/Infrastruktur, Öffentlicher Verkehr, Automotive und Forschung & Wissenschaft.

Zu Beginn führte Prof. Schartel von der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung in das Prinzip und Konzept von flammgeschützten Composites ein. In den darauffolgenden Themenblöcken informierten u.a. die Firmen CTS Composite Technologie Systeme GmbH und Nabaltec AG über neue Möglichkeiten und Entwicklungen auf Materialebene von nichtbrennbaren Faserverbundkunststoffen (FVK).

Die Umsetzung von Brandschutzanforderungen im Betrieb von Schienenfahrzeugen bzw. für tragende FVK-Bauteile spielte im Bereich Bauwesen/Infrastruktur eine große Rolle, ebenso wie die Nachhaltigkeit dieser Baumaterialien, worüber Frank Lüders von der DB Systemtechnik GmbH und Kabelan Thavayogarajah vom Fraunhofer LBF in ihren Vorträgen berichteten.

Im Bereich Automotive wurde E-Mobilität diskutiert, Dr. Christian Battenberg von der Clariant Plastics &Coatings (Deutschland) GmbH referierte über Flammschutzmittel für Anwendungen in diesem Feld.

Den Abschluss der erfolgreichen Veranstaltung bildete der Block Forschung und Wissenschaft mit zwei Vorträgen des Fraunhofer LBF und Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West gGmbH & Center for Nanointegration Duisburg- Essen.

In anderthalb Tagen bot die Konferenz so eine wichtige Plattform für Expert:innen aus Industrie und Wissenschaft, um sich über neueste Entwicklungen und Herausforderungen im Bereich Flammschutz für Composites auszutauschen. 2026 folgt wird die dritte Veranstaltung folgen.

Quelle:

AVK  Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V.