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Entwicklung biobasierter thermoplastischer Vulkanisate
24.04.2013 / SKZ. Angesichts der Verknappung von fossilen Ressourcen und steigender Preise für petrochemische Rohstoffe werden zunehmend Lösungen zur Entwicklung von Kunststoffen aus nachwachsenden Rohmaterialien erforscht.
Bei den derzeit am Markt erhältlichen weich-elastischen Thermoplasten, wie sie die Gruppe der thermoplastischen Elastomere (TPE) darstellt, handelt es sich jedoch überwiegend um konventionelle Kunststoffe aus petrobasierten Rohstoffen. Einen Teilbereich der TPE stellen die thermoplastischen Vulkanisate (TPV) dar, bei denen ein Kautschuk (meist EPDM) vernetzt und in eine thermoplastische Matrix (üblicherweise PP) eingearbeitet wird. Im Bereich der TPV wurde bislang keine Materialklasse entwickelt, welche überwiegend aus biobasierten Rohstoffen besteht.
Ziel dieses Projektes war es daher, neuartige thermoplastische Vulkanisate zu entwickeln, welche zu über 90 % aus erneuerbaren Rohstoffen bestehen. Neben der Rezepturentwicklung wurde die notwendige Verfahrenstechnik angepasst und die Verarbeitbarkeit des sogenannten „Bio-TPV“ im Spritzgießverfahren untersucht. Verschiedene Biopolymere, Vernetzungssysteme und Zusatzstoffe (Verträglichkeitsvermittler, Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, ...) wurden dabei eingesetzt und deren Einfluss auf das Eigenschaftsprofil des Materials erfasst. Die Compoundierparameter auf einem Gleichdrall-Doppelschneckenextruder sowie die Spritzgussparameter wurden optimiert. Es wurden Compounds mit folgenden exemplarischen Eigenschaftsbereichen hergestellt:
· Härte im Bereich von 50 bis 90 Shore A,
· Druckverformungsrest unter 45 %,
· Reißfestigkeit bis zu 7 MPa,
· Bruchdehnung bis zu 780 %.
Das Forschungsprojekt wurde vom SKZ gemeinsam mit Schleich GmbH und Tecnaro GmbH im Rahmen des Programmes „KMU-Innovativ“ mit dem Schwerpunktthema „Ressourcen- und Energieeffizienz“ durchgeführt und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Wir bedanken uns für die finanzielle Unterstützung.
