Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher von Fraunhofer UMSICHT eröffnen neue Einsatzgebiete für Biokunststoff

02.09.2016

Es gibt bereits zahlreiche Bereiche, in denen Biokunststoff als nachhaltiges Alternativmaterial zum Einsatz kommt. Etwa in Verpackungen oder als Mulchfolien. Auf Basis der vor kurzem gestarteten Projekte Bioshoreline und BioFlooring könnten in Zukunft zwei weitere Produkte hinzukommen: Fraunhofer UMSICHT forscht an einem definiert abbaubaren Geotextil für die Verwendung als temporärer Filter in technisch-biologischen Ufersicherungsmaßnahmen an Binnenwasserstraßen und einem biobasierten elastischen Fußbodenbelag.

Nach Vorgabe der EG-Wasserrahmenrichtlinie sollen ökologische Verbesserungen u. a. im Bereich der Wasserstraßen angestrebt werden. Eine Möglichkeit ist die Anwendung alternativer naturnäherer Ufersicherungen unter Verwendung von Pflanzen (http://ufersicherung.baw.de/de).


Weidenspreitlage als naturnahe Ufersicherung am Rhein bei Worms.

BAW


Homogener Fußbodenbelag im Objektbereich.

Gerflor Mipolam GmbH

Die geplanten Geotextilien dienen der Filterstabilität und dem Erosionsschutz während der kritischen Anfangszeit, in der sich die Pflanzen und insbesondere deren Wurzeln erst entwickeln müssen. Das bedeutet, die technischen Eigenschaften des Geotextils müssen mindestens drei Jahre erhalten bleiben, danach soll es sich vollständig abbauen, sodass die Durchgängigkeit im Uferbereich für Lebewesen langfristig nicht eingeschränkt wird.

Für diese speziellen Anforderungen gibt es aktuell keine geeigneten Lösungen. Bisher untersuchte Naturfaservliese sind unter Wasserstraßenbedingungen nicht ausreichend stabil und bauen sich zu schnell ab, nicht-abbaubare Kunststoffe erfüllen die technischen Anforderungen, verbleiben aber dauerhaft im Boden.

Definiert biologisch abbaubarer Geotextilfilter

Im Rahmen des von Fraunhofer-UMSICHT koordinierten Verbundprojektes Bioshoreline soll gemeinsam mit den Projektpartnern BNP Brinkmann GmbH & Co. KG, Trevira GmbH, FKuR Kunststoff GmbH und der BAW Bundesanstalt für Wasserbau ein neuartiger sequentiell biologisch abbaubarer Geotextilfilter aus nachwachsenden Rohstoffen entwickelt werden. Das Entwicklerteam will dafür eine Mischung aus verschiedenen Naturfasern und abbaubare Polymerfasern in einem Geotextilfilter zusammenführen und testen.

Die schneller abbaubaren Naturfasern sorgen für Durchwurzelungskanäle für die Pflanzen, und die langsamer abbaubaren Polymerfasern gewährleisten die erforderlichen technischen Eigenschaften für mindestens drei Jahre.

»Hinsichtlich der Polymere müssen die Verarbeitungseigenschaften und die biologische Abbaubarkeit den Anforderungen angepasst und die Verarbeitungsbedingungen zur Polymerfaserherstellung erarbeitet werden«, erklärt Mona Duhme aus der Abteilung Biobasierte Kunststoffe bei Fraunhofer UMSICHT. Bei der Auswahl der Fasern werden daher neben den unterschiedlichen Zusammensetzungen und damit einhergehenden unterschiedlichen biologischen Abbaugeschwindigkeiten auch die Verarbeitungsbedingungen zu Geotextilien beachtet.

Die Geotextilfilter werden im Laufe des Projekts in der Praxis getestet, sowohl in einem Durchwurzelungsversuch als auch im Freilandversuch. Dabei stehen u. a. die definierte Abbaubarkeit, die Durchwurzelbarkeit und die mechanischen Eigenschaften wie z. B. Festigkeit des Geotextilfilters über mehrere Jahre im Fokus. In dem Freilandversuch wird an einem Wasserstraßenabschnitt eine Uferbefestigung mit dem entwickelten Geotextilfilter installiert. In regelmäßigen Zeitabständen entnehmen die Forscher Proben und bestimmen die Werkstoffeigenschaften. Auf Basis der Daten werden die Geotextilien optimiert.

Elastische Fußbodenbeläge: Ersatz für Weich-PVC

Ein weiteres neues Einsatzgebiet für Biokunststoff soll mit dem Verbundprojekt BioFlooring eröffnet werden. Im Bausektor gewinnen die Nutzung nachwachsender Rohstoffquellen, Fragen zum Gesundheitsrisiko eingesetzter Stoffe, zur Recyclingfähigkeit und zum ökologischen Fußabdruck eines Produkts immer mehr an Bedeutung. Nach heutigem Stand erfolgt die Herstellung homogener, elastischer Fußbodenbeläge überwiegend aus Weich-PVC.

»Das Material erfüllt die steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen jedoch nur eingeschränkt bis gar nicht und hat zudem in der Öffentlichkeit ein sehr schlechtes Image«, weiß Stefan Zepnik, Abteilung Biobasierte Kunststoffe Fraunhofer UMSICHT. Verantwortlich sei u. a. der hohe Anteil niedermolekularer Weichmacher. Mit Holzdielen, Parkett oder Linoleum gibt es zwar biobasierte Alternativmaterialien, die jedoch keinen Ersatz für Weich-PVC in elastischen Fußbodenbelägen für großflächige Verlegungen, beispielsweise in Schulen, Büro- oder Verwaltungsgebäuden, darstellen.

Fraunhofer UMSICHT forscht an einem weichmacherfreien, biobasierten, thermoplastischen Vulkanisat (Bio-TPV), welches aus Polymilchsäure (PLA) und einer vernetzten, biobasierten Weichkomponente besteht. Dabei wird die Kunststoffmischung, bestehend aus PLA und einer weiteren biobasierten Weichkomponente (z. B. einem Naturkautschuk), im Extruder hergestellt und simultan während dieser Verarbeitung die Weichkomponente vernetzt. Das so hergestellte Bio-TPV soll langfristig Weich-PVC in homogenen, elastischen Fußbodenbelägen ersetzen.

Der Projektpartner FKuR Kunststoff GmbH übernimmt im Anschluss an die Materialentwicklung bei Fraunhofer UMSICHT das Scale-Up des Bio-TPV in den Industriemaßstab. Ein weiterer Projektpartner, die Gerflor Mipolam GmbH, ist zuständig für die Entwicklung der geeigneten Verfahrenstechnik zur Herstellung eines homogenen, elastischen Fußbodenbelags aus dem neuen Material und die spätere Vermarktung der neuen Fußbodenprodukte.

Biokunststoffforschung von Fraunhofer UMSICHT auf der »K 2016«

Informieren Sie sich über diese aktuellen Entwicklungen und das gesamte Spektrum unserer Biokunststoffforschung bei der Messe »K 2016«. Vom 19. bis 26. Oktober ist Fraunhofer UMSICHT in Düsseldorf auf dem Gemeinschaftsstand des Landes Nordrhein-Westfalen in Halle 6, Stand D76 präsent.

Die Förderung der beiden Vorhaben Bioshoreline (Förderkennzeichen: 22000815) und BioFlooring (Förderkennzeichen: 22003316) erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages.

Weitere Informationen:

http://www.umsicht.fraunhofer.de/de/forschung/bereiche/produkte/biobasierte-kuns... Abteilung Biobasierte Kunststoffe
http://www.umsicht.fraunhofer.de/de/nachhaltigkeit/nationale-informationsstelle-... Nationale Informationsstelle Nachhaltige Kunststoffe

Dipl.-Chem. Iris Kumpmann | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie