Werkstoffentwicklung im Doppelschneckenextruder für das mechanische Recycling des Biokunststoffs PHB(V)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Bonten
• Fachliche Zuordnung: Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496235143

Bioabbaubare Kunststoffe können einen wichtigen Beitrag leisten, um den Eintrag von Kunststoffen in die Umwelt zu verringern. Die Zahl der Anwendungen, in denen diese Werkstoffeigenschaft einen sinnvollen Nutzen bringt, ist jedoch begrenzt. Umso wichtiger ist dagegen die Recyclingfähigkeit neuer Biokunststoffe, um deren Potential über mehrere Nutzungszyklen hinweg voll ausschöpfen zu können.Das Biopolymer Polyhydroxybutyrat (PHB) und sein Copolymer Polyhydroxybutyrat-co-hydroxyvalerat (PHBV) können vollständig auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt werden und sind selbst in Meerwasser biologisch abbaubar, sie gelten als schlafende Riesen. Mit einer langsamen Kristallisation und einer niedrigen Viskosität steht die Verarbeitungstechnik hier aber vor großen Herausforderungen. Während der Verarbeitung in Schmelze tritt bereits nach wenigen Minuten ein Polymerkettenabbau und damit ein hoher Viskositätsverlust auf. An ein mechanisches Recycling über das Wiederaufschmelzen des Biokunststoffs ist daher derzeit kaum zu denken.Um PHB(V) weiteren Verarbeitungsprozessen wie Folienblasen oder Extrusion zugänglich zu machen, sollen die Werkstoffeigenschaften im Rahmen dieses Forschungsvorhabens durch eine reaktive Aufbereitung im Doppelschneckenextruder mit geeigneten Modifikatoren verbessert werden. Ziel ist insbesondere eine gleichbleibend hohe Viskosität über die Zeit, die eine Rezyklierbarkeit dieser Biokunststoffe ermöglichen soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen