Materialentwicklung und Kunststoffrecycling

Die Materialentwicklung von thermoplastischen Polymeren ist eines der Kernkompetenzen des Institutes. Mit unserem langjährigen Know-how, resultierend aus einer Vielzahl an erfolgreich umgesetzten Materialentwicklungsprojekten, und einer umfangreichen gerätetechnischen Ausstattung zur Verarbeitung von Kunststoffen stellt die Entwicklung maßgeschneiderter Compounds den wesentlichen Arbeits- und Forschungsschwerpunkt des Institutes dar.

Für die Entwicklung von Compounds mit geringem Zeit- und Materialaufwand ist das IPT mit seiner Verfahrenstechnik zur Compoundierung, Extrusion und Spritzguss im Gramm- bis Tonnenmaßstab spezialisiert. Hierzu verfügen wir über ein verfahrenstechnisch breit aufgestelltes Technikum bestehend aus kontinuierlich und diskontinuierlich arbeitenden Compoundieranlagen mit umfangreicher Peripherie zur Aufbereitung und Weiterverarbeitung von Polyolefinen bis hin zum Hochleistungsthermoplasten.

Kunststoffe weisen erhebliche Potentiale für eine nachhaltige Gestaltung von Produkten und Prozessen auf. Um den gesellschaftspolitischen Zielen zur Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft, Energiewende und Klimaschutz näher zu kommen leistet das IPT entsprechend seiner Leitsätze mit der Entwicklung und dem Transfer nachhaltiger Produkte und Prozesse sowie den aktuellen Forschungsaktivitäten im Bereich des Kunststoffrecycling einen wichtigen Beitrag.

 

Stärken auf dem Gebiet der Materialentwicklung:

Rezyklate aus Post Consumer Rohstoffen

In den letzten Jahren arbeitete das IPT gemeinsam mit Industriepartnern mit Hochdruck an der Aufbereitung und Entwicklung von Rezyklat-Rezepturen von Post-Consumer-Rohstoffen. Die erzielten Erfolge bei der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie der Prozessfähigkeit von LDPE-Rezyklaten als auch vielversprechende Forschungsergebnisse zur Thematik Kompatibilisierung und Geruchsneutralisation lassen das IPT als kompetenter Forschungspartner auf diesem Gebiet der Materialentwicklung tätig werden.

 
Massenkunststoffe mit herausragenden Eigenschaften
Compounds aus Hochleistungsthermoplaste
Naturfaserverstärkte Kunststoffe

Schwerpunkt der Forschung an naturfaserverstärkten Kunststoffen ist der Einsatz von Holzfasern, die als Nebenprodukt beim Sägen und Hobeln anfallen. Diese Holzfasern, ausreichend klassiert und getrocknet, eignen sich in hervorragender Weise als Faserverstärkung in Thermoplasten niedriger Schmelztemperatur, wie PE, PP, PVC und PS.
Naturfasern bieten ein hohes Potential von Benefits, die es durch die Entwicklung geeigneter Gesamtrezepturen und Mischtechnologien nutzbar zu machen gilt: Kostenvorteile werden ergänzt durch anwendungstechnische Verbesserungen, wie die deutliche Erhöhung der Steifigkeit und der Wärmeformbeständigkeit. Daneben lassen sich naturfaserverstärkte Kunststoffe relativ dickwandig im Spritzguss verarbeiten. Grundlage hierfür sind die erheblich geringere Schwindung und die höhere Entformungstemperatur. Festigkeitserhöhungen werden durch den Einsatz von Langfasern (z.B. Hanf) erzielt.

Materialentwicklung und Filamentherstellung für den 3D-Druck

Der stark wachsende Bereich des 3D-Druckes spielt in unserem Institut eine wichtige Rolle. Neben der Modellfertigungen, sind wir im Institut in der Lage eigene Filamente zu fertigen und die dafür erforderlichen Materialien herzustellen und in Ihren Eigenschaften gezielt zu beeinflussen. Beispiel für Filamententwicklung in Hause ist das für den technischen 3D-Druck optimierte fillEX-triboPET.

(Download Datenblatt)

Rezepturentwicklung für Masterbatch

Ein ewig junges Thema der Kunststoffbranche ist die Eigenschaftsoptimierung von Compounds für den Einsatz als Masterbatch. Im Idealfall haben wir es mit verbesserten Carriereigenschaften bei reduzierter Lubricantkonzentration und idealer Farbhomogenität im Kunststoffprodukt zu tun. Die Herausforderung besteht in der optimalen Dispergierung aller beteiligten Rezepturpartner. In einer Vielzahl von Forschungskooperation mit der Industrie, ist es dem Institut gelungen, die Qualität der Dispergierung  von Rezepturen zu verbessern und im Produkt umzusetzen.

Dämmstoffe mit verringerter Wärmeleitfähigkeit

Im Sinne einer optimalen Materialausnutzung wurde im Rahmen einer Industrie-Kooperation ein EPS-Dämmstoff entwickelt, der bei gleichem oder weniger Materialeinsatz eine verbesserte Wärmeisolation gewährleistet. Da der Anteil der Wärmeübertragung durch Strahlung in Bezug auf die Gesamtwärmeleitfähigkeit bei geringeren Rohdichten immer größer wird, lag das Entwicklungsziel darin, die Wärmedämmung des EPS-Materials durch Reduzierung des durchgelassenen IR-Strahlungsanteils zu verbessern.