Umweltfreundliche Produktion von Kunststoffen
Die Klimaänderung, eine der größten Herausforderungen unserer Zeit, erfordert eine drastische Verringerung des Ausstoßes klimaschädlicher Treibhausgase und des Verbrauchs natürlicher Ressourcen. Dies wirkt sich vor allem auf das verarbeitende Gewerbe aus – insbesondere auf die Herstellung von Kunststoffteilen, da deren Produktion heute noch sehr ressourcenintensiv ist.
In der Forschungsgruppe EMProBio („Energie- und materialeffiziente Produktionsprozesse für biogene Kunststoffe“) arbeiten die fünf Partnereinrichtungen des Thüringer Zentrums für Maschinenbau (ThZM) an Technologien und Prozessen, um den Ausstoß von Kohlendioxid in allen Lebensphasen der Kunststoffbauteile zu verringern und insbesondere deren Produktion umweltfreundlicher zu gestalten. Zentraler Ansatz: die Energie- und Ressourceneffizienz in der Produktion zu steigern.
Ressourcenintensive Materialien sollen ersetzt werden durch sogenannte biogene Verbundwerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, die weniger Energie und Ressourcen verbrauchen und zudem Kohlendioxid binden. Insbesondere im Leichtbau werden Verbundwerkstoffe wie faserverstärkte Kunststoffe immer häufiger verwendet. Neben technischen Fasern aus Glas, Carbon oder Aramid werden Naturfasern aus biologischen Quellen wie Flachs, Hanf, Jute oder Holz immer bedeutsamer. So liegt der Schwerpunkt des EMProBio-Projekts auf biogenen Kunststoffen: Kunststoffe sollen mit natürlichen Materialien wie Pflanzenfasern kombiniert werden. Ziel sind Bauteile, die nicht nur langlebig, sondern auch umweltschonend sind.
Um die praktischen Anforderungen der kunststoffverarbeitenden kleinen und mittleren Unternehmen in Thüringen zu erfüllen, konzentriert sich das Projekt auf Materialien, die kommerziell erhältlich sind. Dabei stellen ein Industriebeirat aus Thüringer Unternehmen der Kunststoffbranche und Experten für Klimaneutralität und Nachhaltigkeit sicher, dass die Forschung eng an den Bedürfnissen der Wirtschaft ausgerichtet ist.
Als Teil der Forschungsgruppe wird sich das ifw Jena mit den klebtechnischen Herausforderungen beschäftigen, die bei der Verarbeitung der ressourcenschonenden Materialien auftreten. Im Zentrum der Forschungsarbeit steht die Auswahl von biobasierten Klebstoffen und die Qualifizierung der biogenen Kunststoffe hinsichtlich Klebfestigkeit und Alterungsbeständigkeit. Ebenso wird die umweltschonende Trennbarkeit und Wiederverwendbarkeit geklebter biogener Baugruppen untersucht.
Der Koordinator der Forschungsgruppe, Prof. Stephan Husung, Leiter des Fachgebiets Produkt- und Systementwicklung an der TU Ilmenau, ist zuversichtlich, Thüringer Unternehmen zu erweiterten Geschäftsmodellen und Wettbewerbsvorteilen verhelfen zu können: „Mit unseren Forschungsarbeiten werden die Thüringer Kunststoffverarbeiter zu Qualitätslieferanten für biogene Kunststoffbauteile, und das mit einer deutlich breiteren Dienstleistungs- und Produktpalette. Für diese kleinen und mittleren Unternehmen wird das Thüringer Zentrum für Maschinenbau mit den Kompetenzen, die wir uns im EMProBio-Projekt erarbeiten, Ansprechpartner für eine ressourcenschonende Produktion und für die entsprechende Bilanzierung sein.“
Neben dem ifw Jena sind auch die Technische Universität Ilmenau, die Hochschule Schmalkalden, die Ernst-Abbe-Hochschule Jena und die GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e. V. Teil der Forschungsgruppe.