Das Projekt "Food to Food-Recycling von PET mittels Prozess-Laser-Fluoreszenz und Prozess-Raman-Spektroskopie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UNISENSOR Sensorsysteme GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der zunehmende Einsatz von PET-Kunststoffen für Getränkeflaschen und Lebensmittelbehälter bei gleichzeitig starkem Rückgang der Verwendung von Glasflaschen hat zu einer enormen Steigerung des Verbrauchs von Rohöl geführt. Eine Mehrfachverwendung von Kunststoffen im Lebensmittelbereich durch Recyclingprozesse ist daher unvermeidbar. Das Vorhaben umfasst daher die Entwicklung eines Mess- und Sortiersystems zur Erkennung und Ausscheidung von Fremdkunststoffen z.B. PVC, Nylon, etc., Fremdmaterialien z.B. Silikon, Holz, Leimreste, Metall, Papier, Glas etc., Kontaminationen z.B. Benzin, Diesel, Altöl etc. sowie fremdfarbiges PET. Fazit: Für das Food-to-Food-Recycling von PET befindet sich das System in der Phase der Serienproduktion und der internationalen Vermarktung. Wegen des zur Zeit niedrigen Ölpreises wird diese Phase längere Zeit in Anspruch nehmen als ursprünglich erwartet. Um diesen Effekt weitgehend zu kompensieren, laufen bereits intensive Anstrengungen um das System in weiteren Märkten, z.B. in der Nahrungsmittelbranche, einzusetzen.
Das Projekt "ExtraLight - Extremer Leichtbau mit Kunststoff-Metall-Hybriden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Allod Werkstoff GmbH & Co. KG durchgeführt. 1. Vorhabenziel In diesem Teilprojekt soll ein elastisches Material entwickelt werden, welches gleichzeitig auf Polyamid und auch auf Metall haftet. Durch die flexible Verbindung von Polyamid und Metall soll auch der Thermal Missmatch der beiden Materialien weitgehend ausgeglichen werden. Gleichzeitig soll nach einer Lösung gesucht werden, dieses Material als Zwischenschicht in den laufenden Prozess einzubinden 2. Arbeitsplanung Die Firma Allod wird zunächst Material für die Erstellung von Prüfkörpern entwickeln und herstellen. Die Prüfkörperfertigung findet zum Teil bei Allod, aber auch bei Neue Materialien Fürth statt. Für die Materialentwicklung wird sowohl Polyamid aus dem Hause Albis benötigt, als auch Metallplatten der Firma Thyssen, bzw. behandelte Metallplatten aus dem Hause Trumph. Der Vorteil der Variante mit einer flexiblen Zwischenschicht gegenüber bisher bekannten Methoden mit Primer und mechanischer Verankerung ist ein geringerer Thermal Mismatch des Verbundsystems. Ebenfalls stellt dieses System weniger Anforderungen an die Arbeitssicherheit im Vergleich zu Systemen mit Primerauftrag.
Das Projekt "Teilprojekt C 05: Abbau und Verhalten von Kunststoffen und deren Mikroplastik-Partikeln in technischen Systemen der Wasser- und Abfallwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Bioprozesstechnik durchgeführt. Teilprojekt C05 hat zum Ziel, den wichtigen Eintragsweg für Kunststoffe, in Form von Mikroplastik, in die Umwelt aus technischen Anlagen (MP) mechanistisch aufzuklären. Gleichzeitig sollen neue Ansätze verfolgt werden, die zur Vermeidung bzw. Reduktion von MP aus Standardkunststoffen maßgeblich beitragen sollen. Zu diesem Zweck sollen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Nylon, Polyethylenterephthalat, Polyisopren und Polyvinylchlorid durch Beschleuniger (in situ) in ihren Oberflächeneigenschaften für die Biofilmbildung modifiziert und dadurch unter Prozessbedingungen biologisch angreifbar und abbaubar gemacht werden. So können auch Standardkunststoffe umweltverträglicher bezüglich der MP-Partikel Bildung werden. Damit geht TP C05 weit über die bislang üblichen eher deskriptiven Studien zu MP in technischen Anlagen und der Umwelt hinaus. Folgende zentrale Fragen sollen in TP C05 in Hinblick MP-Partikel in technischen Anlagen der Abfall- und Abwasserwirtschaft beantwortet werden: 1. Kommt es in den Anlagen zu spezifischen (biologischen) Abbau- und Degradationsvorgängen? 2. Wie hängen die zu beobachtenden Prozesse von MP-Charakteristika (Materialsorte, Zusammensetzung, Größe, Morphologie, Beschichtung) ab, ? 3. Lassen sich die Vorgänge ('Bioabbaubarkeit') durch gezielte Modifikation der Partikeloberfläche vor oder in den Anlagen beschleunigen? 4. Welche ökologischen Konsequenzen einer Ausbringung der (modifizierten) Partikel in die Umwelt und hier vor allem in den Boden lassen sich postulieren?
Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Separation von Coatings und Textilien zur Wiederverwertung der Basisrohstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich Seiz GmbH durchgeführt. Zielsetzung: Das Forschungsprojekt hat die Entwicklung eines Verfahrens zur Trennung von Beschichtungen und Textilien zum Ziel. Speziell geht es um persönliche Schutzausrüstung (PSA) in Form von Arbeitsschutzhandschuhen mit Nitrilkautschuk-Beschichtung, deren Basisrohstoffe zurückgewonnen und wiederverwertet werden sollen. Ansprüche an das Vorhaben sind das Schließen von Lücken in der Kreislaufwirtschaft sowie Vermeidung von Abfällen. Daher wird angestrebt, ein Downcycling der gewonnenen Rohstoffe zu vermeiden und aus ihnen wieder beschichtete Textilien herzustellen. Zur Umsetzung dieses Vorhabens soll ein mehrstufiges Recyclingverfahren zum Trennen der in den Schutzhandschuhen enthaltenen Wertstoffe entwickelt werden. Die von den Projektpartnern zu erarbeitenden und zu untersuchten Prozessschritte beinhalten dabei neben Wasch- und Sortiervorgängen auch das Schreddern und Feinmalen der Arbeitsschutzhandschuhe mit anschließendem Sieben oder Windsichten zur Rückgewinnung der Ausgangsmaterialien, um diese schmelzfiltern oder granulieren zu können. Anlass des Projektes ist der Anfall hoher Abfallmengen an beschichteten Handschuhen, was bspw. bei der Daimler Truck AG rund 5,8 Mio. Paare pro Jahr ausmacht. Potenziell als Abfall anfallen können ca. 124 Mio. Paare pro Jahr (ca. 6.200 t), wenn man von der Gesamtmenge produzierter Ware in diesem Segment ausgeht. Die beschichteten Handschuhe werden am Endes ihres Gebrauchs der Müllverbrennung zugeführt. Grund der thermischen Verwertung ist die Untrennbarkeit der Beschichtungen vom Substrat mit der bestehenden Prozesstechnik. Bei der Seiz Industriehandschuhe GmbH machen die zur Entsorgung aussortierten Handschuhe ca. 35 t aus, was 7 % von 500 t Reinigungsware entspricht. Unbeschichtete Textilien werden aufgerissen und z. T. in Abmischungen mit Neufasern in Vliesstoffen für den nicht sichtbaren Bereich im Automobil, als Putzlappen, Füllstoffe und in weiteren Anwendungen eingesetzt. Diese Verwendung recycelbarer Wertstoffe ist bisher für beschichtete Handschuhe nicht möglich. Eine Rückführung der Handschuhrohstoffe kann jedoch den Rohstoffverbrauch für Neuprodukte reduzieren und somit eine Energieeinsparung bei der Produktion begünstigen. Die nebenstehende Abbildung führt eine Soll-Ist-Darstellung der Kreislaufwirtschaft im geplanten Projekt auf. Beim Recycling von Arbeitsschutzkleidung allgemein, und bei Handschuhen im Besonderen, muss beachtet werden, dass es sich um Funktionstextilien handelt mit der Aufgabe, ihren Träger vor Umwelteinwirkungen zu schützen. Die Handschuhe stellen einen Verbundwerkstoff dar, der aus Polyamid 6.6 (Nylon) und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) besteht. Der Nylon-Bestandteil ist ein linear aufgebautes Polyamid aus der Gruppe der Copolymere, welches nach dem Schmelzen zu Endlosfasern (Filamenten) ausgesponnen und zur textilen Fläche verstrickt wird. Der Synthesekautschuk für die Handschuhbeschichtung ist das Co-Polymerisat von Acrylnitril und 3-Butadien und wird zum Erreichen von Chemikalienfestigkeit auf die Arbeitsschutzhandschuhen aufgebracht. Die Arbeitsschutzhandschuhe mit NBR-Beschichtung werden derzeit einer Wiederverwendung nach Wiederaufbereitung durch Waschen zugeführt. Diese kann die Handschuhe jedoch nicht ewig vor Verschleiß und daher der thermischen Verwertung bewahren. Grund ist, dass derzeit keine passenden Trennverfahren für NBR-PA-Verbunde bekannt sind. Die Herstellung neuer Arbeitsschutzhandschuhe aus wiederaufbereiteten Bestandteilen ist ein Bestreben des Forschungsprojektes. Die bisherigen Recyclingansätze innerhalb der Textilindustrie sind dafür jedoch nicht geeignet. Im Rahmen des Projektes soll weiterhin eine Analyse des Produktportfolios beim Schutzhandschuhhersteller Seiz erfolgen, um Sortiervorgaben und Prozesswege für das Recycling zu definieren. Weiterhin sollen Vorgaben für Neuentwicklungen und die Beschaffung von Rohstoffen festgelegt werden, um die Produkte umweltneutraler zu gestalten. (Text gekürzt)
Das Projekt "Chemisches Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformteilen mit beflockten Oberflächen als Einstoffsystem auf der Basis von Polyamid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Textil- und Bekleidungstechnik durchgeführt. Mit den Recyclingverordnungen entsteht besonders für die Systemlieferanten in der Automobilindustrie die Notwendigkeit zur Entwicklung von anforderungsgerechten Einstoffsystemen. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Kunststoff-Formteilen mit einer textilen Oberflächencharakteristik als Einstoffsystem. Zur Modifizierung der Kunststoff-Formteile werden mit dem Verfahren der elektrostatischen Beflockung Kurzfasern appliziert. Die definierte Faserlänge und die nahezu senkrechte Anordnung der Fasern erzeugen hochwertige Oberflächen mit sehr guten optischen und haptischen Eigenschaften. Im Forschungsvorhaben erfolgt schwerpunktmäßig die Entwicklung von Einstoffsystemen auf Basis von modifizierten Polyamiden (Formteile, Schmelzklebstoff und Flockfasern). Mit der Auswahl von Polyamid stehen Flockfasern (PA 6.6) zur Verfügung, die die Anforderungen hinsichtlich Lichtechtheit, Scheuerbeständigkeit und Wiedererholung sehr gut erfüllen. Durch gezielte Maßnahmen zur Oberflächenbehandlung sind die Hafteigenschaften zu verbessern. Mit dem Einsatz von Schmelzklebstoffen lassen sich die Prozesszeiten im Vergleich zu üblichen Dispersionsklebstoffen wesentlich reduzieren und Energiekosten sparen. Die technologischen Erkenntnisse sind auch auf andere Polymerwerkstoffe übertragbar.
Das Projekt "Bio-Nylon: Nachhaltige Produktion von Bio-Adipinsäure als Plattform-Chemikalie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Institut für Systembiotechnologie durchgeführt. Adipinsäure ist ein Rohstoff zur Herstellung von Nylon-6,6, ein Produkt mit einem Marktvolumen von mehreren Milliarden Euro. Im Rahmen dieses Projekts (Bio-Nylon) soll die nachhaltige Produktion von Bio-Adipinsäure mittels eines kombinierten biotechnologischen und chemischen Prozesses validiert werden. Herkömmliche Produktionsverfahren basieren auf fossilen Rohstoffen, haben einen erheblichen Energiebedarf und sind oftmals mit der Emission von unerwünschten Nebenprodukten wie dem Treibhausgas N2O verbunden. Auf Grundlage einer vergleichenden Ökobilanz (LCA, Life Cycle Assessment) konnte gezeigt werden, dass das neu entwickelte Konzept mit einer geringeren Umweltbelastung verbunden und dabei wirtschaftlich konkurrenzfähig zu den existierenden Verfahren ist (van Duuren JBJH 2011) - insbesondere dann, wenn das Abfallprodukt Lignin aus der Zellulose-Herstellung als Substrat genutzt werden kann. Die Produktion von Bio-Adipinsäure trägt durch den niedrigeren Energiebedarf und Ausstoß von Treibhausgasen sowie die Nutzung nachwachsender Rohstoffe zur Energiewende in Deutschland bei. Prozesstechnisch werden mittels Pyrolyse von Lignin entstandene Gemische kleiner aromatischer Verbindungen durch den Biokatalysator Pseudomonas putida KT2440-JD1 zu cis, cis-Muconat umgesetzt. Dieses lässt sich leicht zu Adipinsäure hydrogenieren. Eine neuartige Kultivierungsmethode für den Biokatalysator bietet darüber hinaus großes Optimierungspotential.
Das Projekt "Teilprojekt: Herstellung von Holzfaser-Bioplastik-Verbundwerkstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIOMER durchgeführt. Ziel des Vorhabens war es, Holzfasern so zu modifizieren und in Bioplastik einzubauen, dass Bioverbundwerkstoffe entstehen, die ähnlich hohe Festigkeiten aufweisen wie glasfaserverstärkte Kunststoffe. In einem früheren EU Projekt konnte gezeigt werden, dass das Lignin der Holzfasern in wässrigen Systemen substituiert werden kann. Um feste Verbunde zu erhalten, müssen diese Substituenten der Polymermatrix so angepasst werden, dass diese sich in der Polymermatrix lösen . Im Gesamtvorhaben sollten die Partner in Schweden und Finnland Holzfasern enzymatisch und chemisch so modifizieren, dass sie mit PLA und PHB kompatibel sind. Biomer sollte dann diese Fasern mit PLA und PHB zu compoundieren. Die Projektziele wurden nur mit PLA erreicht. Die Zugfestigkeit von PHB erhöhte sich durch die Modifizierung der Fasern nicht, die von PLA dagegen von 60 auf fast 90 MPa. Die Schlagzähigkeit von PHB verminderte sich um fast das Zehnfache, die von PLLA blieb. Somit brachten die Modifikationen bei PHB keine Verbesserungen. Die Abnahme der Schlagzähigkeit deutet darauf hin, dass keine Verbindung zwischen Holzfasern und PHB zustande gekommen war. Wir erklären dies durch das Ablösen des (substituierten) Lignins von den Fasern in der PHB-Schmelze.
Das Projekt "Steigerung der Recyclingraten von gefüllten PA66-Pulvermaterialien für das Laser-Sintern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AM POLYMERS GmbH durchgeführt. Das Laser-Sintern ist als additives Fertigungsverfahren dafür prädestiniert hochintegrierte technische Bauteile mit geringen Materialeinsatz zu produzieren. Allerdings ist derzeit die Materialvielfalt stark limitiert. 2021 wurde erstmals ein Polyamid 66 (PA66) vom AM POLYMERS vorgestellt, dessen Wiederverwendbarkeit aufgrund starker Alterungsvorgänge eingeschränkt ist. Auf dieser Basis wird im Rahmen von CyclePA66 ein neuer recyclebarer PA66-Werkstoff designt, der exzellente thermische Eigenschaften mit einer Erhöhung des Elastizitätsmoduls durch maßgeschneiderte Füllstoffe vereint, um somit in Anwendungsbereiche von Hochleistungskunststoffen vorzustoßen. Essenziell hierfür ist die Schaffung eines fundamentalen Verständnisses für die wirkenden Alterungsmechanismen sowie die Ableitung geeigneter Stabilisierungsstrategien. Angestrebt wird eine Recyclingrate des gefüllten PA66 Pulvers von 50 % sowie ein E-Modul von 6.000 MPa. Zudem wird erforscht, mit welchen Modifikationen sich gefüllte PA66 Compounds mit guten Pulvereigenschaften und robusten Verarbeitungsbedingungen produzieren lassen. Zur Validierung der Ergebnisse werden Demonstratormodelle hergestellt und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt. Als Verwertung des Projektes sollen im Nachgang die entwickelten Materialien und Lösungen am Markt kommerzialisiert werden, um beginnend bei den Partnern die nachhaltige additive Herstellung und Anwendung von anwendungsgerechten Serienbauteilen aus gefülltem PA66 zu ermöglichen. Die AM POLYMERS befasst sich im Rahmen des Projekts mit der Entwicklung von gefüllten und stabilisierten PA66-Compounds unter Einsatz optimierter Füllstoffe mit der Eignung zum Ersatz von Hochleistungspolymeren sowie mit der Optimierung der Pulverherstellungsprozesse zur Generierung von PA66-Compounds und Pulver-Dry-Blends. Zusätzlich soll eine optimierte Prozessführung und angepasste Anlagentechnik sowie Verarbeitungsparameter zur robusten Verarbeitung von PA66 erarbeitet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von L. Brüggemann KG durchgeführt. Im Rahmen dieses Projektes wird auf Basis neuer Modifizierungsverfahren für Schichtsilikate ein kontinuierliches in-situ Herstellungsverfahren für Nanocompounds auf einem Doppelschneckenextruder entwickelt und unter praxisrelevanten Bedingungen getestet. Das Hauptaugenmerk der reaktiven Extrusion im Labormaßstab liegt auf der Prozessrealisierung und -optimierung (Vakuumentgasung, Schneckenkonfiguration) und auf der Modifizierung der Nanopartikel (Caprolactam) mit dem Ziel, eine optimale Exfolierung und Distribution der Nanopartikel in der Polymermatrix zu erreichen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen dienen als Grundlagen der Übertragung auf scale-up-Versuche. So wird im Rahmen dieses Projektes ein Herstellungsprozess von Nanocompounds realisiert. Dadurch kann dem Markt ein hochgefülltes Compound als Masterbatch zur Verfügung gestellt werden.
Das Projekt "KMU-innovativ: CyclePA66 - Steigerung der Recyclingraten von gefüllten PA66-Pulvermaterialien für das Laser-Sintern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AM POLYMERS GmbH durchgeführt. Das Laser-Sintern ist als additives Fertigungsverfahren dafür prädestiniert hochintegrierte technische Bauteile mit geringen Materialeinsatz zu produzieren. Allerdings ist derzeit die Materialvielfalt stark limitiert. 2021 wurde erstmals ein Polyamid 66 (PA66) vom AM POLYMERS vorgestellt, dessen Wiederverwendbarkeit aufgrund starker Alterungsvorgänge eingeschränkt ist. Auf dieser Basis wird im Rahmen von CyclePA66 ein neuer recyclebarer PA66-Werkstoff designt, der exzellente thermische Eigenschaften mit einer Erhöhung des Elastizitätsmoduls durch maßgeschneiderte Füllstoffe vereint, um somit in Anwendungsbereiche von Hochleistungskunststoffen vorzustoßen. Essenziell hierfür ist die Schaffung eines fundamentalen Verständnisses für die wirkenden Alterungsmechanismen sowie die Ableitung geeigneter Stabilisierungsstrategien. Angestrebt wird eine Recyclingrate des gefüllten PA66 Pulvers von 50 % sowie ein E-Modul von 6.000 MPa. Zudem wird erforscht, mit welchen Modifikationen sich gefüllte PA66 Compounds mit guten Pulvereigenschaften und robusten Verarbeitungsbedingungen produzieren lassen. Zur Validierung der Ergebnisse werden Demonstratormodelle hergestellt und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt. Als Verwertung des Projektes sollen im Nachgang die entwickelten Materialien und Lösungen am Markt kommerzialisiert werden, um beginnend bei den Partnern die nachhaltige additive Herstellung und Anwendung von anwendungsgerechten Serienbauteilen aus gefülltem PA66 zu ermöglichen. Die AM POLYMERS befasst sich im Rahmen des Projekts mit der Entwicklung von gefüllten und stabilisierten PA66-Compounds unter Einsatz optimierter Füllstoffe mit der Eignung zum Ersatz von Hochleistungspolymeren sowie mit der Optimierung der Pulverherstellungsprozesse zur Generierung von PA66-Compounds und Pulver-Dry-Blends. Zusätzlich soll eine optimierte Prozessführung und angepasste Anlagentechnik sowie Verarbeitungsparameter zur robusten Verarbeitung von PA66 erarbeitet werden.
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| Förderprogramm | 27 |
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