31.01.2012

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Kunststoff-Cluster: Kooperationsprojekt zum werkstofflichen Recycling - "Gummirezyklat als funktionales Additiv für Thermoplaste"

In einem Kooperationsprojekt des Kunststoff-Clusters ist der Einsatz von Altgummi-Granulat als Additiv für Thermoplaste evaluiert worden. Projektpartner waren die Transfercenter für Kunststofftechnik GmbH in Wels, die ART Asamer Rubber Technology GmbH in Ohlsdorf, die PPI GmbH & Co. KG in Ebensee, die Greiner Extrusion GmbH in Nußbach und die Mediscan GmbH & Co KG in Kremsmünster.

Die Ergebnisse
• Das Projekt, das als Triebfeder für neue Produktentwicklungen dienen sollte, hat bei ART Asamer zur neuen Produktgruppe "ASAflex" geführt. Bereits zwei Artikel für die Bau- bzw. Sportindustrie wurden damit zur Marktreife gebracht.

• Greiner Extrusion und PPI haben mit den Additiven Demonstrator-Bauteile wie ein WPC-Profil oder ein Bodenbelagselement gefertigt. Sowohl im Extrusionsverfahren als auch im Spritzgussprozess ließen sich die Gummicompounds gut verarbeiten. Die Unternehmen konnten so ihr Know-how in der Verarbeitung von elastomergefüllten Polymerrezepturen erweitern.

• Eine Elektronenmodifizierung bei der Fa. Mediscan führte in Abhängigkeit zum eingesetzten Kunststoff zu einer signifikanten Verbesserung der mechanischen Kennwerte.

Darüber hinaus hat das Projekt bei den Kunststoff verarbeitenden Betrieben das Potenzial von Recyclingmaterial in vielen Bereichen als mögliche Alternative ins Bewusstsein gerückt. Gummimehl bietet sich als nachhaltiges Füllstoffadditiv an, einerseits um Kosten zu senken und andererseits zur Verbesserung der Elastizität und der Dämpfungseigenschaften.

Projekthintergrund
Jährlich fallen allein in Österreich über 50.000 Tonnen Altreifen an. Da Gummi als irreversibel vernetztes Material nicht wie Thermoplaste durch "Umschmelzen" rezykliert werden kann, sind andere Verfahren zur Verwertung notwendig. Neben der thermischen Entsorgung und dem derzeit noch nicht wirtschaftlichen rohstofflichen Rezyklieren, wie Depolymerisation oder Devulkanisation, kann Gummi werkstofflich rezykliert werden. Dafür wird der Altgummi in diversen Mahlverfahren zu Gummigranulat oder Gummimehl vermahlen. Die dafür notwendige Technik gilt als bereits ausgereift. Dieses Altreifengranulat wird dann als Füllstoff in thermoplastischen Mischungen verwendet und so wieder werkstofflich verwertet.

Gummi erhöht Schlagzähigkeit
In vielen Anwendungsbereichen von Kunststoffen spielt die Zähigkeit bei Schlagbeanspruchung eine bedeutende Rolle. Eine Verbesserung der Schlagzähigkeit von thermoplastischen Kunststoffen kann durch die Einbettung einer weichen, elastischen Phase - also Gummi - in die Thermoplastmatrix erreicht werden. In der Regel bewirkt die Zugabe von Gummigranulat aber auch eine signifikante Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften. Dieser Effekt wird in erster Linie auf eine mangelnde Phasenanbindung und somit einer ungenügenden Kraftüberleitung zwischen Gummipartikeln und Polymermatrix zurückgeführt. Um dem entgegen zu wirken, muss auf die Ausbildung einer optimalen Kontaktfläche zwischen den beiden Komponenten geachtet werden.

Bestrahlung aktiviert Gummioberfläche
Im Projekt wurde nun versucht, die Haftung zwischen Gummipartikel und der Polymermatrix zu verbessern. Ein neuer Ansatz in diesem Projekt war, mittels Elektronenbestrahlung die Gummioberfläche zu modifizieren, damit sich eine verbesserte Kontaktfläche ausbilden kann.

Eigenschaftsverbesserung für WPC
Ein Einsatzgebiet wurde auch im Bereich Wood Plastic Composites (WPC) gesehen. WPC zeigen allgemein eine relativ niedrige Schlagzähigkeit, insbesondere in der Kälte, was diese Materialklasse von einigen Anwendungen ausschließt. Auch hier kann die Beimengung von Altgummi eine Eigenschaftsverbesserung bewirken.

Die Rolle der Projektpartner
Die ART Asamer Rubber Technology GmbH lieferte den Rohstoff und führte die notwendige Zerkleinerung und Fraktionierung des Gummigranulates durch. - www.art.asamer.at

Die PPI GmbH & Co. KG brachte ihre Erfahrung im Spritzgussprozess ein und unterstützte die Gruppe bei der Auswahl von Anwendungsprodukten und bei der Optimierung des Verarbeitungsprozesses. - www.ppigroup.at

Die Greiner Extrusion GmbH baut seit vielen Jahren Extrusionswerkzeuge für die Verarbeitung von Wood-Plastic-Composites. Im Rahmen dieses Projektes brachte Greiner sein Wissen über die Verarbeitung dieser Materialien durch den Extrusionsprozess ein und suchte auch mögliche Anwendungen. - www.greiner-extrusion.at

Die Mediscan GmbH & Co KG beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Sterilisierung von Verpackungen mittels Elektronenstrahlbehandlung. Im Rahmen dieses Projektes versuchte das Unternehmen, die Oberfläche der Gummipartikel zu aktivieren, damit die Haftung zwischen Polymermatrix und Gummi verbessert wird. - www.mediscan.at

Die Transfercenter für Kunststofftechnik GmbH (TCKT) unterstützte alle Projektpartner entlang der Wertschöpfungskette in allen kunststofftechnischen Fragen. TCKT führte die Rezepturentwicklungen und die Charakterisierung der Materialien durch und suchte geeignete Methoden zur Qualitätskontrolle. - www.tckt.at