Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Zusammen mit den Firmen ceresan Erfurt GmbH und Dornburger Kunststoff-Technik GmbH arbeitet das Fraunhofer IMWS an umwelt- und ressourcenschonenden Kunststoffersatzprodukten. Die entwickelten Verbundwerkstoffe bestehen im Wesentlichen aus Mehl und zellulosehaltigen Naturfasern und können wie herkömmliche Kunststoffe weiterverarbeitet werden.
In unserem täglichen Leben sind Plastikprodukte allgegenwärtig. Aktuell werden diese noch zu 95 Prozent aus Erdöl hergestellt und sind somit eine große Belastung für die Umwelt. Um die Umwelt zu schonen, sollen Plastikverpackungen- und Produkte in Zukunft stark reduziert werden. Doch welche Alternativen zu Kunststoffprodukten gibt es?
Mit dieser Frage setzt sich das Fraunhofer IMWS, zusammen mit Partnern, im Rahmen des Projektes »Mehl-Komposit« auseinander. Aus nachwachsenden, nicht synthetisch hergestellten Ausgangsstoffen sollen Verbundwerkstoffe hergestellt und mittels Spritzgusses verarbeitet werden, die im Vergleich zu den derzeit verwendeten erdölbasierten Produkten preislich konkurrenzfähig sind.
Die Verbundwerkstoffe sollen im Wesentlichen aus Mehl und zellulosehaltigen Naturfasern bestehen, mit Doppelschneckenextrudern hergestellt und wie konventionelle thermoplastische Kunststoffe weiterverarbeitet werden können. Die Eigenschaften der im Mehl enthaltenen Stärke wirken sich jedoch in vielen Anwendungen negativ auf die Gebrauchseignung aus. Für Kunststoffersatzmaterial wird Stärke daher entweder chemisch modifiziert, was ihren umweltfreundlichen Charakter nachteilig beeinflusst, oder als thermoplastische Stärke-Blendphase mit hydrophoben, häufig erdölbasierten Polymeren eingesetzt.
Im Vorhaben wurde deshalb versucht, die Material- und Verarbeitungseigenschaften thermoplastischer Stärke durch die Einarbeitung von Biowachsen und zellstoffhaltigen Fasern zu verbessern. Um den CO₂-Fußabdruck weiter zu verringern wurde Getreidemehl statt reiner Stärke verwendet. Dadurch entfällt die energieintensive und abwasseremittierende Abtrennung der Stärke vom Mehl und die Rohstoffkosten werden deutlich reduziert. Verwandt wurden ausschließlich am Markt ausreichend verfügbare Mehle in Futtermittelqualität, wodurch qualitätsärmere Mehle wertsteigernd verarbeitet und die Bindung wertvoller Anbauflächen vermieden wird.
Die im Vorhaben entwickelten Verbundwerkstoffe bestehen ausschließlich aus Getreidemehlen, Bio-Weichmachern, Biowachsen, Zellstofffasern und Bio-Additiven. Aus den Mehl-Kompositen konnten Zettelboxen gespritzt werden. Weitere Büroartikel und Gebrauchsartikel sollen folgen.