Forschung

Dieses Projekt dient der Unterstützung der Projektpartner des Josef-Ressel-Zentrums "Restex", in dem verschiedene Recyclingstrategien für textile Mischgewebe, vor allem Polycotton (Baumwoll-Polyethylenterephthalat-Mischgewebe), entwickelt und analysiert werden. Während der Gebrauchsdauer und insbesondere bei der thermischen Wiederaufbereitung werden die Polyesterketten durch chemische (Waschmittel), thermische, mechanische oder hydrolytische Einflüsse abgebaut. Regranuliertes Polyethylenterephthalat (PET) ist bei der thermoplastischen Wiederaufbereitung scher- und thermisch empfindlich. Infolge des verringerten Molekulargewichts sind die Schmelzviskosität, die Schmelzfestigkeit und die mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu unbehandelten Polyestern drastisch reduziert. Daher ist die Wiederverwendung des Polyesters in gleichwertigen Anwendungen nur begrenzt möglich. Die Leistungen des Instituts für Umweltbiotechnologie (Technologiegruppe Biokunststoffe) umfassen die Aufbereitung der Textilien für die anschließenden Trennprozesse von Cellulose und Polyester sowie die Durchführung von Extrusionsversuchen zur Herstellung von Re-PET-Granulaten im Labor- und Produktionsmaßstab. Vorrangige Ziele dieser Versuche sind (i) die Optimierung der mechanischen Eigenschaften der zurückgewonnenen Polyester durch Analysen und (ii) die Anpassung des Aufbereitungs- und Compoundierprozesses sowie ggf. (iii) die Zugabe von Additiven oder die Oberflächenmodifikationen der Cellulosereste.

Ziel des BIOBUILD-Projekts ist die Entwicklung und Demonstration vollständig biobasierter Baustoffe mit thermischer Energiespeicherfunktion, die Produkte mit hohem ökologischen Fußabdruck ersetzen können. Unsere Lösung demonstriert den funktionellen Einbau biobasierter Phasenübergangsmaterialien (BioPCMs) in Massivholz und Holzfasern, die durch Pflanzenölharze, Lignin oder Pilzmyzel verklebt/verbunden sind, um neuartige Biokomposit-Baustoffe mit deutlich verbesserten thermischen Eigenschaften herzustellen. Die neuartigen Materialien verfügen über eine hohe multifunktionale Leistung, erfüllen die Anforderungen einer nachhaltigen „grünen“ Produktion und gewährleisten nachhaltige Optionen für das Ende der Nutzungsdauer und Recycling. Ökologische und soziale Auswirkungen und Vorteile werden vollständig in die Lebenszyklusanalyse integriert.

In diesem Vorhaben wird eine Recyclingstrategie für Polyvinylchlorid (PVC) beschichtete Polyethylenterephthalat (PET)-Faser-Netzgewebe unter Vermeidung einer Aufschmelzung der PET-Fasern entwickelt. Die thermische Wiederverarbeitung dieses Polyesters ist in der Regel mit einer Degradierung der Polymerketten infolge thermischer Schädigung und wirkende Scherkräfte sowie durch hydrolytische Kettenspaltungen verbunden. Zur Vermeidung dieser, im Zuge einer Re-Granulierung stattfindenden Polymerschädigung wird der Einsatz der PET-Fasern als Verstärkung in Kunststoffen mit deutlich niedrigeren Schmelztemperaturen getestet. Die Die Voraussetzungen für die Erzielung hoher Festigkeiten und somit für den Erfolg dieser Anwendungsmöglichkeit sind die Auflösung des Gewebes zu einzelnen Fasern unter Gewährleistung hoher Faserlängen, Sicherstellung eines kontinuierlichen Einzugsverhalten in die Produktionsmaschine und die homogene Dispergierung der Fasern in der Kunststoffmatrix. Aufgrund der zur Erreichung hoher mechanischer Festigkeiten notwendigen Mindestfaserlängen wird die Vereinzelung der Fasern mittels eines Heiz-Kühlmischers unter Variation der Einstellungen und verschiedenen Gewebekonzentrationen zwischen 10 und 40% getestet. Die Profilextrusion der drei Mischungen zu Bandprofilen wird unter Verwendung des konischen Gleichläufers NCT 55 getestet. Zur Evaluierung dieser Anwendungsmöglichkeit werden an den Profilen die Biege-Eigenschaften sowie die Charpy-Schlagzähigkeiten bestimmt.