Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optimierung in Serie: Moderne Lösungspolymerisation am Fraunhofer PAZ ermöglicht verbesserte Reifen

25.08.2015

Das EU-Reifenlabel hat für die Verbraucher die Wahl des richtigen Reifens vereinfacht. Für die Reifenhersteller bringt das Label allerdings noch höhere Anforderungen und entsprechende Entwicklungskosten mit sich. Das Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und -verarbeitung PAZ in Schkopau, eine Gemeinschaftsanlage des Fraunhofer IAP in Potsdam-Golm und des Fraunhofer IWM in Halle, entwickelt Kautschuke für diese optimierten Reifen in moderner Lösungspolymerisation und überträgt sie mithilfe von Skalierungsprozessen in die Serienreife. Die Auftragsforschung bringt nicht nur Vorteile für die Kunden, sondern auch für die Umwelt.

Moderne Mobilität und Umweltschutz müssen sich nicht ausschließen. Im Gegenteil: Besonders im Bereich von Pkw-Reifen ergänzen sie sich gegenseitig. Die Einsparpotenziale optimierter Reifen unterstreicht auch der Abteilungsteiler Polymersynthese am PAZ, Dr. Ulrich Wendler:


Das Fraunhofer PAZ unterstützt Reifenhersteller bei der Entwicklung und Optimierung von Kautschuken und bringt die Prozesse zur Serienreife.

(c) pixabay, Foto: nuzree

»Bekannte Umweltschützer wie Jürgen Resch von der Deutschen Umwelthilfe gehen hierzulande von einer Reduktion der verkehrsbedingten CO2-Emissionen von jährlich bis zu sieben Millionen Tonnen durch verbesserte Reifen aus.«

In moderner Auftragsforschung nimmt sich das Fraunhofer PAZ deshalb diesem Zukunftsthema an. Hier werden für namhafte Unternehmen Kautschuke für Laufflächenmischungen in moderner Lösungspolymerisation hergestellt. Dabei gibt es zwei Spielarten: den koordinativen Mechanismus sowie die anionische Initiierung. Beide Formen haben sich in den vergangenen Jahren technologisch und kommerziell stark entwickelt. Heute werden moderne Hochleistungsreifen nahezu ausschließlich in diesen Verfahren hergestellt.

Ziel dabei ist die Verbesserung der Eigenschaften der Reifen innerhalb des magischen Dreiecks aus Nassgriff, Rollwiderstand und Abrieb. Den Forschern am Fraunhofer PAZ ist es gelungen, Nassgriff und Rollwiderstand zu optimieren, ohne den Abrieb negativ zu beeinflussen.

Dies ist die Grundlage für ein Reifenlabeling der Effizienzklasse A und B, das die enormen Einsparungen bei Kraftstoffverbrauch und Emissionen unter Beibe-haltung der Langlebigkeit belegt. Zusätzlich wurde durch eine Verbesserung der Brem-seigenschaften des Reifens die Sicherheit für den Autofahrer erhöht.

Das Fraunhofer PAZ kann in seinen Anlagen Lösungspolymerisationsverfahren sowohl satzweise als auch kontinuierlich darstellen. Hochgenaue Coriolis-Mengenmessungen zusammen mit einem modernen Prozesskontrollsystem ermöglichen eine exakte, re-produzierbare Reaktionsführung in den 600 Liter fassenden Edelstahl-Reaktoren (bis 25 bar, bis 200 °Celsius, Material 1.4571).

Die entstehenden Reaktionswärmen können über die Reaktorwand oder über eine Loop-Kühlung wie auch über eine hocheffiziente Verdampfungskühlung abgeführt werden. »Die Zielprodukte fallen dabei bis in den unteren Tonnenmaßstab an. So wird es möglich, schon frühzeitig die Relevanz der erzielten Materialverbesserungen im Praxistest auf der Lauffläche eines realen Reifens zu testen«, erklärt Wendler einen der Vorteile der Anlage.

Die Materialentwicklung ist dabei nur eine Fragestellung. Ein ebenso wichtiger Schritt bei der Herstellung eines optimierten Kautschuks ist dessen Überführung in die Produktion. Das PAZ hilft dabei, neue Rezepturen in den industrienahen Maßstab zu übertragen. Als Partner der Kautschukindustrie optimieren die Forscher in Schkopau das konkrete Verfahren auch unter Kostenaspekten. Durch diese Pilotierung von neuen Prozessen wird das spätere Prozessrisiko für die Industrie deutlich verringert.

Je nach Anfrage des Kunden wird die Anpassung vom Synthesemaßstab in den Pilot- beziehungsweise industrienahen Maßstab möglich gemacht. »Mit den Materialent-wicklungen aus dem Labor können zwar analytische Grundaussagen getroffen, aber keine anwendungsrelevanten Versuche durchgeführt werden.

Genau hierfür bieten wir Lösungen: In bis zu sieben verschiedenen Linien bestimmen wir am Fraunhofer PAZ zunächst den Prozess, prüfen die Bedingungen der Polymerisation und entwickeln dabei eine kundenspezifische Linie zur Skalierung des Laborprodukts in den industrienahen Maßstab«, erklärt Wendler. Am Ende einer Kampagne mit vielen Versuchen, die in der Regel innerhalb eines Monats abgeschlossen wird, übergibt das Fraunhofer PAZ nicht nur umfassende Forschungsmuster, sondern gibt auf Anfrage zusätzliche Empfehlungen hinsichtlich der Verfahrensoptimierung.


Über das Fraunhofer PAZ

Seit 2005 werden im Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und -verarbeitung PAZ in Schkopau neue Polymerprodukte und innovative Technologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt – vom Monomer über die Polymersynthese und Kunststoffverarbeitung im Pilotmaßstab bis hin zum geprüften Bauteil nach Maß. In dieser Kombination und Größenordnung ist das Fraunhofer PAZ einmalig in Europa. Im Auftrag von Kunden etwa aus der Kunststoff- oder Automobilindustrie werden auf einer Technikums- und Laborfläche von derzeit rund 1700 Quadratmetern unterschiedlichste Polymersynthese- und Verarbeitungsverfahren maßgeschneidert bis in den industrienahen Maßstab umgesetzt. Dazu gehören auch der Umgang mit Leichtbau- und biobasierten Materialien, die erdölbasierte Polymere ersetzen können.

Das Fraunhofer PAZ ist eine gemeinsame Initiative der Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm und für Werkstoffmechanik IWM in Halle. Unter der Leitung von Prof. Michael Bartke (IAP) bündeln beide Einrichtungen ihre Kompetenzen in der Polymersynthese (IAP) und Polymerverarbeitung (IWM) in einzigartiger Weise. Diese Zusammenarbeit, die technischen Möglichkeiten im Pilotmaßstab sowie die hohe Flexibilität der Anlagen sind Alleinstellungsmerkmale am FuE-Markt.

Dr. Sandra Mehlhase | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen
27.06.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter
23.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie