Nanostrukturierte polymerbasierte Werkstoffe aus Ausschuss
Ausschussmaterial, einschließlich das beim Verbrauch oder bei der Herstellung anfallende, welches aber aus verschiedenen Gründen nicht verwendet werden kann, umfasst eine Reihe nutzbarer Werkstoffe, die in anderen Produkten verwendet werden können. Europäische Forscher, die durch Fördermittel aus dem Projekt "Innovative molecular modelling approach to upgrade polymeric materials from post industrial rejects" (MOMO) unterstützt wurden, planten die Entwicklung von maßgeschneiderten Mehrkomponenten-Polymermischungen aus so genannten postindustriellen Abfällen, wobei der Lebenszyklus dieser Werkstoffe verlängert und negative Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden. Die Rückgewinnung von Ausschuss wurde nicht nur für das Recycling sondern auch für die Kostenverringerung und die Beseitigung von Abfällen als wichtig angesehen. Die Eigenschaften von Nanoverbundstrukturen ändern sich je nach Art und Menge der verwendeten Matrizen oder Füllstoffe. Relevante Polymermischungen beinhalteten Polykarbonate (PC), Polymethylmethacrylate (PMMA) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Die Forscher konzentrierten sich auf die Einbettung von Nanopartikeln in den Polymermatrizen, um neuartige Werkstoffe mit hoher Wärmebeständigkeit, Stabilität, Lichtdurchlässigkeit und mechanischer Festigkeit herzustellen. Insbesondere Nanofüllstoffe wie Nanoton oder Nanopulver waren für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Formbarkeit von Interesse. Die MOMO-Forscher entwickelten Modellprotokolle für reine Polymere, Polymermischungen, polymere Nanoverbundstrukturen und für Nanoton. Anhand der Simulationswerkzeuge überprüften die Forscher die Verteilung von Nanoton in Polymeren und Polymermischungen und untersuchten, wie Herstellungstechniken wie Spitzgießen, Faserspinnen und Extrudieren für die optimale kosteneffiziente Verarbeitung neuartiger Nanoverbundstrukturen eingesetzt werden können. Das MOMO-Konsortium entwickelte vier Vorführmodelle zur Bewertung der Projektergebnisse und zur Erleichterung der Kommerzialisierung. Die Ergebnisse sind für die Beleuchtungs-, Automobil-, Bau- und Textilbranche von besonderer Bedeutung. Die kommerzielle Verwertung der Ergebnisse könnte somit mehr Wettbewerb in zahlreiche Sektoren der europäischen Wirtschaft bringen, die Nachhaltigkeit verbessern und dem Planeten helfen.
