Werkstoffdesign mit biobasierten Polymeren

 Innovative Technologien für maßgeschneiderte Kunststoffe
 Hochwertige Biopolymere für Textil, Konsumgüter und Automobil
 Über 250 Experten und Anwender aus sieben Ländern in Straubing
Ob biologisch abbaubar in Verpackungen oder beständig in Elektronikartikeln, Textilien und Fahrzeugen – Biopolymere haben vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Biobasierte Polymere werden aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen und bieten damit Alternativen zu fossilen Ausgangsstoffen; ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf begrenzte Ressourcen und CO2-Bilanzen.

Die Werkstoffeigenschaften biobasierter Polymere lassen sich zunehmend durch neue Verfahren sowie den Zusatz von Additiven und Naturfasern gezielt anpassen. Mit verbesserten Charakteristika, wie z. B. verringertem Gewicht und neuartigen Funktionalitäten, können sie zudem konventionelle Werkstoffe übertreffen und neue Märkte eröffnen.

Dem stehen gegenwärtig bislang geringe Produktionsmengen, ein häufig höherer Preis im Vergleich zu petrochemischen Polymeren sowie Herausforderungen bei der Verarbeitung gegenüber. Innovative Prozesse und der Ausbau von Produktionskapazitäten ermöglichen künftig kostengünstigere und verbesserte Biopolymere.

Das Kooperationsforum
Die Bayern Innovativ GmbH konzipiert und organisiert im Rahmen ihres internationalen Netzwerkes Life Science das 2. Kooperationsforum „Biopolymere“. Partner sind das Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Straubing, die BioCampus Straubing GmbH und die BioM WB GmbH. Die Einbindung in das Enterprise Europe Network eröffnet zusätzliche Chancen für den transnationalen Wissenstransfer.

Im Mittelpunkt stehen Konzepte der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe unter Berücksichtigung der Öko-Effizienz und die Einsatzmöglichkeiten biobasierter Polymere. Vorgestellt werden neue Verfahren zur gezielten Optimierung von Biopolymeren und deren industrielle Anwendungen in Automobil und Textil.

Berichtet wird über Fortschritte bei der Herstellung und Verarbeitung von Biopolymeren anhand von Beispielen wie Polyhydroxybutyrat (PHB), Polymilchsäure (PLA) sowie biobasierter Polyamide (PA) und Polyurethane (PUR).

Biobasierte Polyamide lassen sich aus Sebazinsäure, einem Bestandteil von Rizinusöl, herstellen. Daraus produzierte Kunststoffbauteile werden beispielsweise in Luftfiltersystemen im Motorraum eingesetzt und bieten Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlichen Werkstoffen – ein Vorteil gerade bei gegenwärtigen Leichtbauanforderungen im Automobildesign.

Dr. Harald Häger von Evonik Degussa präsentiert ein Polyamid, dass bis zu 100 Prozent aus Rizinusöl gewonnen wird. Aufgrund der mechanischen und thermischen Eigenschaften ergeben sich Einsatzmöglichkeiten in High-Performance-Polyamidbauteilen für Sport, Elektronik oder Automobil. Neben den Werkstoffeigenschaften ist auch die Nachhaltigkeit des neuen Materials über den gesamten Lebenszyklus günstiger als bei Erdöl-basierten Polyamiden. Die Rizinuspflanze wird weder als Nahrungs- oder Futtermittel genutzt, noch konkurriert sie mit der Anbaufläche von Nahrungsmitteln.

Durch die Fermentation stärkehaltiger Rohstoffquellen wie Mais und Kartoffeln oder zellstoffhaltiger Pflanzenbestandteile kann Milchsäure als Monomer für die chemische Synthese von Polymilchsäure (PLA) gewonnen werden. Prof. Jukka Seppälä von der Aalto University in Finnland stellt ein neues Verfahren zur direkten Polykondensation der Monomere zu PLA vor. Dessen Eigenschaften sind durch unterschiedliche Vernetzung gezielt veränderbar, so dass Materialien von hochelastisch bis extrem steif resultieren – ein wahrer Designerkunststoff.

Dr. Johannes Ganster vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) zeigt einen durch Faserverstärkung und Additivzusatz erzeugten biobasierten PLA-Verbund, dessen mechanische Eigenschaften, insbesondere Festigkeit und Steifigkeit, konventionellen, erdölbasierten Werkstoffen überlegen ist.

PLA besitzt ähnliche Eigenschaften wie die petrochemischen Kunststoffe Polyethylenterephthalat (PET) oder Polypropylen (PP). Entsprechend vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich von Innenraumkomponenten in Fahrzeugen bis hin zu Bekleidungs- und Hygienetextilien.

Aktuell sind bereits über 250 Teilnehmer angemeldet aus Deutschland, Österreich, Schweiz, Frankreich, Belgien, den Niederlanden und Finnland. Sie vertreten Unternehmen aus den Bereichen Chemie, Kunststoff, Automobil, Textil und Kosmetik wie Beiersdorf, Clariant, Lanxess, Süd-Chemie, SGL Carbon, Audi, BMW, Porsche, F.S. Fehrer, Faber-Castell, Schwan Cosmetics sowie Universitäten und Forschungsinstitute aus Regensburg, Würzburg, Chemnitz, Dresden, Freiburg und Hamburg.

Die begleitende Fachausstellung zeigt innovative Technologie, Verfahren und Produkte für Gewinnung, Verarbeitung und Produktanwendungen von Biopolymeren.

Am Vortag werden Teilnehmer das Wissenschaftszentrum und den Biocampus in Straubing sowie die Firmen H.Hiendl Kunststofftechnik in Bogen und Südstärke in Sünching besichtigen.

Das Forum bietet somit eine ideale Plattform zum Erfahrungs- und Wissensaustausch und zur Erschließung neuer Kooperationen und Anwendungsfelder.

Die Programmübersicht und alle weiteren Informationen zur Veranstaltung finden Sie unter www.bayern-innovativ.de/biopolymere2010.