Verarbeitung von biobasierten Kunststoffen und Errichtung...

Verbundprojekt "Verarbeitung von Biokunststoffen"

„Verarbeitung von biobasierten Kunststoffen und

Errichtung eines Kompetenznetzwerkes im Rahmen des

Biopolymernetzwerkes bei der FNR“

ein Verbundprojekt der Partner:

IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe

SKZ - Das Kunststoff-Zentrum

IAP - Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung

SLK - Professur für Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung,

TU Chemnitz

Gefördert durch BMELV/FNR

Projektlaufzeit: 01.02.2013 – 31.01.2016

Fördersumme gesamt: ca. 4,5 Mio. Euro


Projektziele: 1. Verbesserung der Informationsbasis zum Verarbeitungsverhalten von

neuartigen biobasierten Kunststoffen.

2. Entwicklung wirksamer Strukturen für einen Technologietransfer und eine

effiziente Unterstützung / Beratung des Biokunststoff verarbeitenden

Gewerbes (überwiegend KMU).

3. Einbindung der Projektergebnisse in das Biopolymernetzwerk bei der FNR

sowie in weitere Netzwerkstrukturen.

4. Darstellung der Kompetenz der Projektpartner zur Gewährleistung einer

nachhaltigen und praxisorientierten Beratungsstruktur.


Cellulose- regenerate

F & E kommerziell

erhältlich

großtechnische

Anlagen

industrielle

Herstellung

Bio - POM

Bio - PE

PHA PLA

Bio - PUR

Bio - PET

Bio - PA Stärke-Blends

Bioabbaubare Polyester*

CA

Bio - PP

Bio - PVC

Biobasierte Polyester*

CA: Celluloseacetat PA: Polyamid

PE: Polyethylen PEF: Polyethylenfuranoat (ähnlich PET)

PET: Polyethylenterephthalat PHA: Polyhydroxyalkanoate

PLA: Polylactid POM: Polyoxymethylen

PP: Polypropylen PUR: Polyurethan

PVC: Polyvinylchlorid

* PTT, PBS, PBT, PBSA, PBAT sind derzeit nur als petrochemisch basierte

Variante kommerziell erhältlich, jedoch als „Drop-In Lösungen“ auch biobasiert herstellbar

und in naher Zukunft am Markt zu erwarten

PEF

Entwicklungsstand von Biokunststoffen

: biobasiert

: petrobasiert


Informationsstand zur Verarbeitung von Biokunststoffen

Keine Informationen zur Verarbeitung vorhanden

Wenige Informationen zur Verarbeitung vorhanden

Industrielle Verarbeitung mit entsprechendem Informationsstand

nicht realisierbar

Cell.-

Reg.

Cell.-

Deriv. PLA

PLA-

Blends

Stärke-

Blends PHAs

Bio-

P.ester

Bio-

PET

Bio-

PE

Bio-

PA

WPCs

NFKs

Extrusion -

Blasfolienherstellung - -

Flachfolienherstellung -

Gießfolienherstellung

Extrusionsblasen - -

Tiefziehen -

Spritzgießen -

Streckblasen -

Faserherstellung

Schäumen

Vernetzen

Kleben

Schweißen

Siegeln

mechanische Bearb.

Bedrucken

„Drop-in Lösungen“

-


Regionale Zuordnung der Projektpartner in ihrer

Beratungsfunktion


Projektschwerpunkt IIIEinbindung ins Biopolymernetzwerk

Einrichten von Ansprechstellen für die FNR

Integration der regionalen Beratungsstrukturen

EDV-mäßige Aufbereitung der technischen Informationen zur Einbindung

Vernetzung mit weiteren Netzwerken/Verbänden

Laufende Aktualisierung der technischen Daten

Sonstiges


Das Biopolymernetzwerk bei der FNR

Verarbeitung von

Biokunst-stoffen


Die Projektpartner – eine Übersicht

Foto: Dr. A. Schütte (FNR), Dr. R. Rinberg (TU Chemnitz),

Prof. H.-J. Endres (IfBB), P. Blerser, Parl. Staatssekretär bei der Bundesministerin für Ernährung,

Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Prof. H.-P. Fink (IAP), Dr. P. Heidemeyer (SKZ).

Förderer und Partner des Projektes

Quelle: FNR


Die Struktur des Verbundprojektes „Verarbeitung von

Biokunststoffen“

Projekt –

koordination

BMELV/FNR

Biopolymernetzwerk

bei der FNR

KMU Projektpartner

SKZ IAP

IfBB TUC


Das IfBB –

Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe

• an der Hochschule Hannover,

• 2011 gegründet,

• ca. 30 Mitarbeiter

• ca. 3 Mio. Jahresumsatz

• Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres

www.ifbb-hannover.de


IfBB-Arbeitsschwerpunkte:

Entwicklung, Verarbeitung und industrielle Nutzung

von Biopolymeren, Cellulose basierten Naturfasern

und thermoplastischen Verbundwerkstoffen

Industrienahe Forschung entlang der

gesamten Prozesskette

Technologietransfer von der Wissenschaft

in die Praxis, im Rahmen von Projekten,

Tagungen, Fachbüchern und

Ergebnisdatenbanken, die öffentlich zugänglich

sind: Biopolymerplattform, Biopolymerdatenbank,

Biokunststoff-Produktdatenbank.


Aufgaben des IfBB im Rahmen des Verbundvorhabens:

1. Projektkoordination

2. Datenermittlung in den Bereichen: • Compoundierung

• Spritzgießen

• Prüfen der Gebrauchs- und Verarbeitungseigenschaften

• Schäumen

• Einfärben

• Extrusionsblasformen

• Fließ-/Erstarrungsverhalten

• Dünnwandtechnik

• Entformungsverhalten

• Maßhaltigkeit

• Plastifizierleistung

• Schneckengeometrie

• Bindenahtproblematik

• …


3. Technologietransfer: • Breitgefächerter Informationsaustausch durch

• Veranstaltungen

• Veröffentlichungen Quelle: Europeen Bioplastics

• Schulungen

• regionale Beratungsstrukturen

• Demonstrationsprojekte

4. Einbindung in das Biopolymernetzwerk bei der FNR: • Ansprechstelle für die FNR

• Integration der regionalen Beratungsstrukturen

• Aufbereitung der technischen Informationen zur

Einbindung in das Netzwerk

• Vernetzung mit weiten Netzwerken


Das IAP – Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung

• 220 Mitarbeiter/innen

• ca. 14,7 Mio. EUR BHH,

ca. 11,4 Mio. EUR externe Erträge

• 350 Forschungsprojekte

• Industrienahe F&E-Arbeiten

• Leitung:

Prof. Dr. habil. Hans-Peter Fink

www.iap.fraunhofer.de


Biopolymere

Dr. Johannes Ganster

Biopolymere (Cellulose, Stärke, Lignin)

Biobasierte Kunststoffe (PLA, PHA, PA)

Synthese- und Polymertechnik

Dr. Mathias Hahn

Polymersynthese und Prozessentwicklung

Mikroverkapselung/Partikelanwendungen

Membranentwicklung und Anwendung

Spezialpolymere

Prof. Dr. André Laschewsky

Wasserlösliche Polymere,

Hydrogele

Polymerdispersionen

»Intelligente Materialien«

Funktionale

Polymersysteme

Dr. Armin Wedel

Polymere OLEDs

Polymerelektronische

Bauelemente

Pilotanlagenzentrum Schkopau

Prof. Dr. Michael Bartke

Polymersynthese und -verarbeitung,

Aufskalierung: Tonnenmaßstab

IAP - Forschungsbereiche


IAP - Biopolymerforschung

Rohstoff Verarbeitung Material

• Biopolymere • Extrusion • Flachfolien

Cellulose • Spritzguss • Blasfolien

Stärke • Compoundierung • Rigid-Packaging

Lignin • Spinntechnologien • Biobasierte Carbonfasern

• Biokunststoffe • Material- und • Faserverbundwerkstoffe

aliph. Polyester (PLA) Strukturcharakterisierung

Polyamide

thermopl. Celluloseester


Datenermittlung

• Folienherstellung (I.7, I.8, I.9)

• Faserherstellung (I.10)

• Faserverbund-Biokunststoffe (I.15)

Folienextrusion Schmelzspinnen Compoundierung Tiefziehen

Technologietransfer

• Schulungen

• Workshops

Einbindung in

Aufgaben des IAP im Rahmen des Verbundvorhabens:


• Mitglieder:

>300 Firmen, Institute, Behörden

• 280 Mitarbeiter

(davon 71 in FuE)

• Umsatz: 27,5 Mio. EUR (2012)

(davon ca. 7,1 Mio. EUR in FuE)

• Hauptsitz in Würzburg

• 7 Ausbildungsstätten weltweit

Hauptsitz

Ausbildungsstätten

FuE Standorte

SKZ – Zahlen und Fakten

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SKZ – Geschäftsbereiche


Arbeitsgebiete der Forschung und Entwicklung

Material-

entwicklung Compoun-

dieren/

Extrudieren

Spritzgießen

Fügen

Forschung

Bauteil-

eigen-

schaften

Nach-

haltigkeit

Messtechnik

Composite

Dispergieren


• Spritzgießen • Materialentwicklung

• Compoundieren

• Extrudieren

• Fügen

Aufgaben des SKZ im Rahmen des Verbundprojektes:

Technologietransfer:

• Anwendungstechnische Beratungsstelle

• Informationsveranstaltungen

• Biopolymernetzwerk

• Veröffentlichungen in Fachzeitschriften

• Präsentationen bei Tagungen

• Internetauftritt


Die SLK –

Professur für Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, TU Chemnitz

• ca. 200 Mitarbeiter/innen

• Masterstudiengang Leichtbau,

Bachelor/Master Sports Engineering

• Anwendungsorientierte Forschung,

Grundlagenforschung

• Bundesexzellenzcluster MERGE

• Leitung:

Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Kroll

www.leichtbau.tu-chemnitz.de

Forschen für die Praxis


Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung Leiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Kroll, Stellvertreter: Dr.-Ing. Wolfgang Nendel

Verwaltung, Sekretariat Projektmanagement Labor- und Prüftechnik Hallenverantwortliche

Forschungsbereiche

Dr.-Ing. W. Nendel

Kunststofftechnologien

und

Maschinenkonstruktion

Dr.-Ing. E. Zipplies

Fluide

Leichtbausysteme

Prof. Dr.-Ing. habil. L. Kroll

Berechnung, Simulation

und Auslegung

Dr.-Ing. F. Helbig

Stiftungsprofessur Textile

Kunststoffverbunde

Dipl.-Ing. H. Elsner

Aktive Werkstoffe und

Verbundstrukturen

Dr.-Ing. S. Gelbrich

Leichtbau im

Bauwesen

Dr.-Ing. W. Kempt

Extrusionstechnologien

und Recycling

PROJEKTTEAMS

Dr.-Ing. R. Rinberg

Biopolymere und Naturfaserverbunde


SLK-Schwerpunkte bei der Biopolymer- und Naturfaserforschung

• Nachhaltige Materialkonzepte für Extrusion, Spritzgießen, Fließ- und Formpressen

• Kurz-, Lang- und Endlosfaserverstärkung für biobasierte Leichtbaustrukturen

• Anwendungsbezogene Eigenschaftsmodifizierung von Biopolymeren und

naturfaserverstärkten Kunststoffen

• Materialgerechte Gestaltung von Verarbeitungsprozessen und -maschinen

• Recycling-Konzepte für biobasierte Kunststoffe und Verbundwerkstoffe


Datenermittlung

• Spritzgießen

o Mehrkomponentenspritzgießen

o Inline-Oberflächenbeschichtung

o Entformungsverhalten

o Bindenahtproblematik

• Extrusion

o Compoundierung

o Flachfolien- und Plattenherstellung

o Profil-, Rohr- und Coextrusion

• Spritzblasen, Kunststoff-Fließpressen

• Faserverbund-Biokunststoffe

• Simulation, Berechnung

Aufgaben SLK im Rahmen des Verbundvorhabens

Technologietransfer

• Informationsveranstaltungen

• Workshops

• Regionale Beratung

• Demonstrationsprojekte

• Musterung beim Kunden

Einbindung in das


Detaillierte und aktuelle Infos zum Projekt finden Sie unter:

www.verarbeitungsprojekt.ifbb-hannover.de

Danke für Ihr Interesse!

Wir blicken anwenderorientiert in die Forschung!

Isotherme Kristallisation von PLA

http://www.verarbeitungsprojekt.ifbb-hannover.de/



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