Michael Thielen und Guy Buyle, der den Global Bioplastics Award stellvertretend für Bio4Self annahm. (Bildquelle. Polymedia Publisher)

Michael Thielen und Guy Buyle, der den Global Bioplastics Award stellvertretend für Bio4Self entgegen nahm. (Bildquelle. Polymedia Publisher)

Ein internationales Konsortium unter Beteiligung von Centexbel (Zwijnaarde, Belgien), Fraunhofer ICT (Pfinztal, Deutschland), dem Institut für Textiltechnologie der RWTH Aachen und 13 weiteren Partnern hat einen selbstverstärkten Verbund aus Polylactid (PLA) entwickelt. Im dem Projekt werden zwei verschiedene PLA-Typen eingesetzt, um selbstverstärkte Polymerverbunde herzustellen: ein niedrigschmelzendes PLA zur Bildung der Matrix und ein hochschmelzender PLA-Typ mit ultrahohem E-Modul zur Herstellung der Verstärkungsfasern. Die Bio4self-Innovation bewältigt mehrere Herausforderungen im Zusammenhang mit der Herstellung von selbstverstärkten PLA Composites: die Formulierung eines feuchtigkeitsbeständigen PLA-Typ, die Schmelzextrusion von ultrahochsteifen PLA-Verstärkungsfasern, die Entwicklung von (Konsolidierungs- und Thermoform-) Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der leistungsfähigsten Composite-Materialien sowie der industrielle Scale-up der Produktion.

PLA-Materialien basieren auf nachwachsenden Rohstoffen (Milchsäure), die aus landwirtschaftlichen Abfällen oder speziell angebauten Rohstoffen, wie etwa Zuckerrohr, gewonnen werden können. Selbstverstärkte PLA-Verbundwerkstoffe aus 0/90-Gewebe weisen eine Steifigkeit von 4 GPa auf, die mit der Steifigkeit von selbstverstärktem PP vergleichbar ist. Der sebstverstärkte PLA Verbundwerkstoff hat den Vorteil, dass erneuerbare Materialien mit einer besseren End-of-Life-Perspektive verwendet werden. Die Verbundwerkstoffe sind für hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit sowie für hohe Temperatur- und Hydrolysestabilität ausgelegt. Darüber hinaus ist das Material vollständig biobasiert, leicht recycelbar, umformbar und industriell biologisch abbaubar. Infolgedessen wird PLA zu einem Material aufgerüstet, das für technisch anspruchsvollere Applikationen im Automobilbau oder der Haushaltselektronik geeignet ist. Es bietet darüber hinaus Möglichkeiten für weitere Anwendungsgebiete, beispielsweise in den Bereichen Sport, Transport und Medizintechnik.

Auf der Fachmesse JEC Composite im März 2019 wurde beispielhaft die Anwendung des neueartigen Materials in einer Autositzstruktur gezeigt. Dieses Projekt erhielt den JEC Innovationspreis für Nachhaltigkeit.

Auch die Juroren des Global Bioplastics Award waren von dem Konzept beeindruckt. „Es zeigt, dass die intelligente Kombination verschiedener Formen des gleichen vielseitigen Biokunststoffs PLA zu anspruchsvollen Lösungen führen kann, die den Einsatz für weit mehr als nur Verpackungsanwendungen ermöglichen“, sagte Michael Thielen, Herausgeber des Bioplastics Magazine. Das Fachmagazin verlieh den Preis am 3. Dezember im Rahmen der 14. European Bioplastics Conference in Berlin.

Zweiter und dritter Preis ebenfalls für PLA-Anwendungen

Der zweite Preis ging an Nölle Kunststofftechnik und Fraunhofer IAP für die von Ihnen entwickelte neue PLA-Schiene für Knochenbrüche. Diese Schiene  zur Ruhigstellung von Knochenbrüchen kann während der Behandlung immer wieder neu umgeformt werden, zum Beispiel wenn eine Schwellung nachlässt. Den dritten Preis erhielt das französische Unternehmen Carbiolice für sein enzymatisches Masterbatch, das PLA „home compostabe“ macht. Das Masterbatch beschleunigt den natürlichen Bioabbauprozess von Polylactid.