Die große Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten macht klassische Faserverbundwerkstoffe in der Produktion beliebt – trotz relativ hohem Herstellungs- und Entsorgungsaufwand. Diese Nachteile vermeidet der neue selbstverstärkte Verbundwerkstoff aus Polylactid (PLA), der im Rahmen des Projektes „Bio4self“ unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT entwickelt wurde.
PLA ist ein thermoplastischer Biopolyester und basiert auf Milchsäuren, erneuerbaren Ressourcen aus landwirtschaftlichen Abfällen, oder eigens dafür angebauten Rohstoffen wie Zuckerrohr. „Im Projekt haben wir nun die Vorteile von PLA auf die nächste Anwendungsebene gebracht, indem wir zwei Arten von PLA zu so genannten selbstverstärkten PLA-Verbundwerkstoffen zusammenfügen konnten“, erläutert Kevin Moser, Projektleiter beim Fraunhofer ICT.
PLA Faserverbundwerkstoffe mit vielen Vorteilen
Die Vorteile von PLA und die von Verbundwerkstoffen kombinieren sich nun: Die neu entwickelten PLA-Verbundwerkstoffe verfügen über eine hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig guter Hydrolyse-Beständigkeit. Sie sind wie das reine PLA vollständig biobasiert, leicht recycelbar, umformbar und sogar industriell biologisch abbaubar. Die Herstellungskosten konnten weit gesenkt werden, der Energiebedarf der PLA-Produktion liegt bei rund der Hälfte im Vergleich zur Herstellung von erdölbasierten Kunststoffen wie Polypropylen oder Polycarbonat.
Da das CO2-Äquivalent pro Kilogramm eingesetztem Material bei PLA nur halb so hoch ist, wie bei Produkten auf fossiler Basis wie Polypropylen und Polyester, punktet der Werkstoff auch beim Thema Nachhaltigkeit. Zudem sind PLA-Verbundwerkstoffe sehr gut zu recyceln, da sie nur aus einer Materialart bestehen und die Fasern nicht von der Matrix getrennt werden müssen – was ein Recycling herkömmlicher Faserverbundwerkstoffe erheblich erschwert.
Der Verbundwerkstoff kann einfach aufgeschmolzen und mit bestehenden Fertigungsanlagen wieder zu einem neuen Produkt für technisch anspruchsvollen Anwendungen verarbeitet werden. Die Herstellung erster Prototypen ist bereits für dieses Jahr vorgesehen.
Zu sehen ist der Werkstoff auch auf der Branchenmesse „K“ in Düsseldorf, vom 16. bis 23. Oktober am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand SC01 in Halle 7.
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