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FP6

EXTRU CO2 — Ergebnis in Kürze

Project ID: 507666
Gefördert unter: FP6-SME

Pflanzenfasern verstärken Autoteile aus Kunststoff

EU-finanzierte Wissenschaftler haben übliche Kunststoffverarbeitungsverfahren derart modifiziert, dass der Werkstoff mit Naturfasern verstärkt wird. Die resultierenden Produkte hatten ausgezeichnete Eigenschaften und wettbewerbsfähige Kosten vorzuweisen und waren zu nahezu 50 Prozent recycelbar.
Pflanzenfasern verstärken Autoteile aus Kunststoff
Die Automobilindustrie strebt leichte und leistungsstarke Fahrzeugteile an, die mit der Senkung der Kraftstoffverbrauchs und erhöhter Sicherheit zu vereinbaren sind.

Im Vergleich zu herkömmlichen Metallteilen hat Plastik schon viele Fortschritte begünstigt. So wird beispielsweise Polypropylen, ein thermoplastisches Polymer, das wiederholt erhitzt und in verschiedene Formen gebracht werden kann, gegenwärtig bei den Stoßfängern, Karosserieteilen sowie Verkleidungen und Zierleisten verwendet.

Verstärkte Polymere sind, wie es die Bezeichnung schon ahnen lässt, mit typischerweise faserigen Verbunden "gefüllte" Polymere, welche die mechanischen Eigenschaften verbessern. Immer mehr Aufmerksamkeit erregen Naturfaserverstärkungen unter Einsatz von Pflanzenmaterialien wie Hanf, Flachs (Leinen), Jute und Kenaf.

Natürliche Fasern haben eine hohe mechanische Festigkeit und ein geringes Gewicht. Sie weisen überdies bedeutende Vorteile gegenüber herkömmlichen Verstärkungen auf: geringe Kosten, gute Nachhaltigkeit in der Herstellung und Recycelbarkeit.

Eine der Einschränkungen, die ihrer weitverbreiteten Anwendung im Wege standen, ist bisher ihre mangelhafte Funktion bei den Verarbeitungstemperaturen, die zur Extrusion von Kunststoffen erforderlich sind. Extrusion ist ein Verfahren, bei dem geschmolzenes Material durch einen Schneckenextruder zu einer Düse gedrückt wird, die es in eine spezielle Form bringt.

Europäische Forscher wollten mit der Entwicklung von für das Thermoformen (Formen unter Anwendung von Wärme) geeigneten Bearbeitungsverfahren einen flexibleren Einsatz der natürlichen Faserverstärkung erleichtern.

Insbesondere setzte das EXTRU CO2-Projekt ("Development of a low termperature processing method for the production of natural long fibre filled polypropylene sheet") auf die Nutzung von überkritischem Kohlendioxid (scCO2) als Verarbeitungshilfsstoff. Das angestrebte Ziel bestand darin, die Extrusion von mit Naturfasern gefüllten Polypropylenplatten ohne die typischen nachteiligen Auswirkungen auf mechanische Eigenschaften, Farbe und Geruch zu ermöglichen.

Zahlreiche Innovationen in den Formeln für Verbunde, bei der Naturfaserverbundfertigung sowie der technischen Ausstattung zur scCO2-Injektion ermöglichten eine Senkung des Strömungswiderstands, wodurch mit Erfolg niedrigere Extrusionsverarbeitungstemperaturen erreicht werden konnten.

Die mechanische Eigenschaften der extrudierten verstärkten Platten genügten den Anforderungen der Automobilindustrie bestens.

Die aus den Platten gefertigten Produkte konnten mit außergewöhnlich vernünftigen Kosten punkten. Eindrucksvolles Detail: Bis zu 50% Produktrezyklat konnten ohne schädliche Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften bei der Fertigung neuer Platten eingesetzt werden.

EXTRU CO2 gelang auf diese Weise, das Hindernis der bislang für die Extrusion erforderlichen Hochtemperaturverarbeitung zu überwinden. Innovative Technologie zur Fertigung von mit Naturfasern verstärkten thermoplastischen Platten für die Automobilindustrie sollten zu einem stärkeren Einsatz erschwinglicher und recycelbarer Materialien ermutigen.

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