Für Verarbeiter von Biokunststoffen: Das silikonbasierte Prozesshilfsmittel für Thermoplaste und technische Kunststoffe Genioplast und das auf der Polyvinylacetat-Technologie basierende Additivsystem Vinnex von Wacker. (Bild: Wacker)
Neu im Additiv-Portfolio für Biopolymere von Wacker findet sich beispielsweise das silikonbasierte Prozesshilfsmittel für Thermoplaste und technische Kunststoffe Genioplast und das auf der Polyvinylacetat-Technologie basierende Additivsystem Vinnex. Beide Produkte verbessern die Verarbeitbarkeit und die Produkteigenschaften von Biokunststoffen.
Für das Screening wählte der Chemiekonzern die biologisch abbaubaren Kunststoffe Polymilchsäure und Polybutylensuccinat. Biopolyester gelten prinzipiell als Alternativen zu klassischen Thermoplasten, sind jedoch schwierig zu verarbeiten und erreichen erst durch den Zusatz geeigneter Additive das von herkömmlichen Thermoplasten gewohnte Eigenschaftsprofil. Als Additive wurden Vinnex 2504, Vinnex 2525, Genioplast Pellet S und Genioplast Pellet P plus getestet. Könnte Sie auch interessieren: Das sind die Gewinner des Biopolymer Innovation Award 2021.
So lassen sich Eigenschaften von Biopolymeren zusätzlich beeinflussen
Beim Screening zeigte sich, dass sich Vinnex und Genioplast in ihren Wirkungen ergänzen – und dies gleichermaßen in gefüllten wie in ungefüllten Biokunststoffsystemen. Werden beide Produkte gemeinsam eingesetzt, lassen sich die Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften von Biokunststoffen entsprechend an den Bedarf anpassen. Die Additivkombination ist in ihrer Wirkung den einzeln eingesetzten Additiven überlegen.
Vinnex beeinflusst, je nach eingesetzter Type, entweder das Verhalten der Polymerschmelze oder die mechanischen Eigenschaften positiv. Es sorgt auch dafür, dass sich die Biokunststoffe problemlos verarbeiten lassen. Zusätzlich zu Vinnex eingemischt, verbessert Genioplast vorrangig die Oberflächeneigenschaften der Kunststoffartikel, dies vor allem in gefüllten Systemen. Wie sich gefüllte Biopolymere in der Praxis einsetzen lassen, zeigt auch dieses Beispiel aus der additiven Fertigung.
Diese Materialeigenschaften profitieren von den Additiven
In den untersuchten Biokunststoffen wirkt das zusätzlich zum Vinnex-Additiv eingearbeitete Genioplast als Effekt-Booster. Erst durch dessen Zusatz verbessert sich beispielsweise die Oberflächenreibung. Auch die Kratz- und Abriebfestigkeit der Biokunststoffe wird verbessert. Dies belegen laut Unternehmensangaben konfokalmikroskopische Untersuchungen der Tiefe und der Rauigkeit von Kratzern.
Die Additivkombination verbessere zudem die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts: Werden beide Additive eingesetzt werden Biokunststoffe biegsamer und schlagzäher und erhöhen bei gefüllten Systemen die Bruchdehnung, ohne die Wärmeformbeständigkeit zu verschlechtern. Derartig modifizierte Kunststoffe können somit in Anwendungen eingesetzt werden, die bislang herkömmlichen Thermoplasten vorbehalten waren.
In den üblichen Einsatzmengen und abhängig vom jeweiligen System führen beide Additive zu keiner Beeinträchtigung der Abbaubarkeit von Biopolyestern wie etwa Polybutylensuccinat, Polymilchsäure oder thermoplastischer Stärke und Kombinationen aus diesen bioabbaubaren Polymeren. Sollten Sie sich fragen, ob Biopolymere auch thermogeformt werden können, dann schauen Sie doch hier vorbei.
Vinnex Additive und ihre Ausprägungen:
Vinnex Additive wurden speziell für die Modifizierung von Biopolyestern und Stärken entwickelt. Es handelt es sich um Homo-, Co- und Terpolymere auf der Basis von Polyvinylacetat.
- Vinnex 2504 ist ein pulverförmiges Polyvinylacetat-Ethylen-Copolymer. Als weicher Kunststoff erhöht es die Schlagzähigkeit von Biokunststoffen. Wird ungefüllte Polymilchsäure modifiziert erscheint diese opak.
- Vinnex 2525, ein in Granulatform bereitgestelltes Harz, ist ein Polyvinylacetat-Homopolymer. Es wirkt als Verarbeitungshilfsmittel. Damit modifizierte Biopolyester eignen sich besonders gut zur Herstellung von Verpackungsfolien durch Blasextrusion. Das Additiv belässt ungefüllte Polymilchsäure hochtransparent.
Additive gibt es auch in Pelletform
Genioplast Pellet S und Pellet P plus sind silikonbasierte Kunststoffadditive in Pelletform. Beide Produkte eignen sich universell für die Compoundierung sämtlicher Thermoplaste. Als Wirkkomponente enthalten sie ein unvernetztes ultrahochmolekulares Silikonpolymer, das auf eine hochdisperse Kieselsäure aufgezogen wurde. Genioplast Pellet P plus ist für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen, Genioplast Pellet S ist vor allem für technische Anwendungen gedacht. Beide Typen reduzieren Reibungseffekte. Sie wirken dadurch als Prozesshilfsmittel und verbessern die Endeigenschaften des Kunststoffs.
Quelle: Wacker
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