Információs szolgáltatás - mezőgazdaság, táplálkozás, vidéki területek - kompozit anyagok fejlesztése

  • Ön itt van:
  • Kezdőlap
  • szolgáltatás
  • Mezőgazdasági kutatás Baden-Württemberg
  • Zöldségtermesztés
  • Kompozit anyagok fejlesztése natív keményítőkből és lineáris poli (uretánokból), valamint azok félkész termékekké és öntött alkatrészekké történő feldolgozása

Mezőgazdasági kutatás
Kompozit anyagok fejlesztése natív keményítőkből és lineáris poli (uretánokból), valamint azok félkész termékekké és öntött alkatrészekké történő feldolgozása

Stuttgarti Egyetem, Műanyagtechnikai Intézet (IKT)

információs

Probléma

Az utóbbi időben egyre nagyobb az érdeklődés a hőre lágyuló műanyagok iránt, amelyek a lehető legnagyobb mértékben a megújuló nyersanyagok (NaWaRo) alapján állnak. A megújuló nyersanyagot nemcsak az anyag árának csökkentésére használják fel, mint ez gyakran a keményítő alkalmazásakor történik, hanem sok esetben egy meghatározott funkciót is ellát. A biológiailag lebomló anyagok (BAW) kifejlesztésekor gyakran a jobb vagy gyorsabb lebonthatóságra helyezik a hangsúlyt, mint egy szintetikus alternatívára. Másrészről, az erősen poláros keményítőanyagok poliolefinekbe történő beépítése lehetővé teszi például a HF hegesztési eljárásokkal történő összekapcsolhatóságukat és nyomtathatóságukat a korona csökkentett felhasználása nélkül, vagy legalábbis ennek csökkentése mellett. Amint ez a néhány példa már mutatja, a szintetikus polimerek és a biopolimerek kombinációja érdekes anyagokat eredményezhet, új tulajdonságokkal és „zöld” képpel. Az új komposztálható kompozit anyagok létrehozásának motivációit az 1. ábra foglalja össze.

Komposztálható anyagok: Új hulladéklerakó utak hozhatók létre, ha a hulladék elégetése és újrahasznosítása nem megvalósítható

Szintetikus polimerek:
pl. TPU

1. kép: Motiváció új komposztálható kompozit anyagok létrehozására szintetikus polimerek és biopolimerek alapján

A szintetikus polimerek (pl. Hőre lágyuló Poly u rethane ® TPU) kiválasztásakor meghatározó szerepet játszik az ilyen anyagok egyszerű feldolgozhatósága a szokásos műanyagtechnikai gépeken a biopolimerekhez képest, és sok esetben elfogadható ár-teljesítmény arány. A regeneratív nyersanyagok bevonása a polimeranyagok előállításába legalább részben megkíméli a korlátozott fosszilis nyersanyag-forrásokat, további értékesítési piacokat teremt a mezőgazdaság számára, és CO 2-semlegességüknek köszönhetően csökkenti az "üvegházhatást" kiváltó szén-dioxid-kibocsátást.

A kutatási projekt átfogó célja egy olyan innovatív, biológiailag lebontható, jó anyagtulajdonságokkal rendelkező polimer anyagcsalád kifejlesztése volt, amelyek mátrixként hőre lágyuló poliuretánok (TPU) és töltőanyagként natív keményítő összetétele. Az anyagfejlesztéssel párhuzamosan optimalizálni kell a folyamat- és üzemmérnöki munkát a keverési folyamat hatékony tervezéséhez. Ezenkívül a kapott újszerű kompozit anyagokat átfogóan jellemezni kell. Végül meg kell teremteni az anyagok feldolgozásának alapjait, a lapos termékek előállításával kell foglalkozni. A komposztálható kompozit anyagok fejlesztésének központi kérdése a felhasznált mátrixok és keményítővegyületeik biológiai lebonthatósága, amelyet szintén ebben a projektben kell megvizsgálni.

Eredmények

A kutatási projekt részeként új, biológiailag lebontható, hőre lágyuló poli (észter-uretán) (TPU) és natív keményítőkön alapuló kompozit anyagokat fejlesztettek ki, amelyeknek számos előnye van:

  • A megújuló nyersanyagok (NaWaRo) legfeljebb 85 tömeg% arányát lehet elérni, feltéve, hogy a poliol komponens szintén NaWaRo-ból készül.
  • A natív keményítő aránya Ø 70