Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verbesserung der Weiterverarbeitbarkeit von Kunststoffrezyklaten im Hinblick auf anschließende Oberflächenprozesse

Kunststoffbauteile aus Rezyklingmaterial weisen häufig Materialschwankungen auf, was zu inhomogenen Oberflächeneigenschaften führt. Folglich werden nachgelagerte Prozessschritte, die sehr definierte Oberflächeneigenschaften erfordern, stark erschwert. Das Projektziel besteht deshalb darin, Rezyklingmaterialien für wertsteigernde Folgeprozesse (z. B. Klebungen) zu qualifizieren. Hierzu wird die Atmosphärendruck-Plasmatechnik zur Aktivierung und Beschichtung von Rezyklatoberflächen eingesetzt, um definierte und konstant adhäsionsfreundliche Oberflächen zu erzeugen. Dazu werden nach einem Material-Screening Aufbereitungs- und Spritzgussversuche mit variierenden Rezyklatanteilen durchgeführt. Aufbauend auf eingehenden Oberflächenanalysen sowie der Plasmaaktivierung mit Parametern für Frischmaterial wird anschließend der Referenzzustand für eine Oberflächenbehandlung auf Frischmaterial bestimmt. Darauf aufbauend wird die Aktivierung gezielt an die Oberfläche rezyklierter Bauteile angepasst und durch Klebungen validiert. Anschließend werden Versuche zur Plasmabeschichtung durchgeführt, um zeitstabile sowie alterungsbeständige Oberflächeneigenschaften zu erhalten. Die Evaluierung der Plasmaaktivierungen und -beschichtungen erfolgt durch Oberflächenanalytik sowie durch Klebprüfungen. Zudem werden exemplarisch die Temperatur- und Feuchtebeständigkeit der Verbindungen bewertet. Schließlich werden Handlungsempfehlungen für KMU erarbeitet, die zur wirtschaftlichen und qualitätssicheren Behandlung rezyklierter Bauteile für Anschlussprozesse (wie Kleben oder Lackieren) dienen. Hierbei werden zudem Einflüsse der Rezeptierung und Materialaufbereitung berücksichtigt, sodass KMU höhere Rezyklatanteile einsetzten und damit Kosten einsparen können. Dies dient neben dem wirtschaftlichen Gesichtspunkt auch und besonders der Erhöhung der Substitutionsquote und bereitet damit den Weg zu einer geschlossenen Circular-Economy mit möglichst geringen bzw. ohne neuen Materialanteilen.