Biopolymere und Recycling

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1 Innovationstagung HSR Rapperswil, 14. September 2011 Biopolymere und Recycling Dipl.-Ing. Florian Gschwend Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Compoundierung / Extrusion

2 Institutsleitung IWK Prof. Dr.-Ing. Frank Ehrig Institutsleiter Prof. Dr. sc. techn. Markus Henne stv. Institutsleiter Prof. Dipl.-Ing. Daniel Schwendemann Spritzgiessen Faserverbundwerkstoffe / Leichtbau Compoundierung / Extrusion 2

3 Inhaltsverzeichnis Biopolymere und ihre Anwendungen Stoffliches Recycling Institut IWK Compoundierlabor 3

4 Biopolymere Biopolymere sind in aller Munde: - Was steckt dahinter? - Ist es eine Modeerscheinung? - Wie werden sie verarbeitet? Diese und viele weitere Fragen haben wir im vergangenen Jahr aufgegriffen und bearbeitet. 4

5 Biopolymere: Definiton nicht abbaubar bioabbaubar Auf Basis nachwachsender Rohstoffe nicht abbaubar bioabbaubar Auf Basis fossiler Rohstoffe Aber Achtung: bioabbaubar kompostierbar! 5

6 Biopolymere: Marktwachstum 6

7 Biopolymere: Einteilung Quelle: FAZ.net Plastik frisch vom Acker 7

8 Marktverteilung der Biopolymere 8

9 Typische Anwendungen: Verpackungen 9

10 Typische Anwendungen: Gartenbau Kann direkt mit Grünabfällen kompostiert werden! 10

11 Typische Anwendungen: Catering-Geschirr Kann direkt mit Speiseresten kompostiert werden! 11

12 Typische Anwendungen: Technische Bauteile Hier spielt die Bio- Abbaubarkeit keine Rolle! Dafür ist die Bio-Herkunft von Bedeutung. 12

13 Aktivitäten 2011 Biopolymerseminar Seminar am 10. Februar mit über 70 Teilnehmern. Auf Grund der sehr positiven Rückmeldungen wird Anfang März 2012 ein weiteres Seminar angeboten. Fokusgruppen 3 Workshops mit 58 Teilnehmern und 6 gebildeten Fokusgruppen: Wissenstransfer Bauanwendungen Elektroanwendungen Verpackungsanwendungen Holz- und Naturfaserverstärkung Spritzgiessen von Biopolymeren Interessierte können sich bei daniel.schwendemann@hsr.ch informieren. Gefördert von: 13

14 Inhaltsverzeichnis Biopolymere und ihre Anwendungen Stoffliches Recycling Institut IWK Compoundierlabor 14

15 Stoffliches Recycling von Kunststoffen Ein weiteres Diskussionsthema im Bereich der Nachhaltigkeit ist das Recycling. Die Schweiz ist führend beim Recycling, der Focus liegt auf der energetischen Verwertung. Ebenfalls ist das Image der Recyclingteile oft nicht besonders gut. 15

16 Klassische Kunststoffrecyclingbeispiele Nur bei post consumer Recycling 16

17 Stoffliches Recycling von Kunststoffen Recycling dient nicht nur dem Umweltschutz, sondern hilft vor allem in Zeiten steigender Rohstoffpreise die Kosten zu senken. Quelle: berlin-sammelt.de 17

18 Wege des Kunststoffrecyclings Meist wird über das Recycling nach dem Gebrauch gesprochen. 1. Schritt Das betriebliche Recycling wird weniger beachtet, da es auch häufig schon bei Angüssen und Ausschussteilen umgesetzt wird. Bei Materialmischungen gibt es noch ein grosses Potential, da es noch nicht verschmutzte Werkstoffe sind. Quelle: awk-ak.de, modifiziert vom IWK 18

19 Beispiel Stoffliches Recycling von Multimaterialmischungen mit Modifizierung der Eigenschaften PP/TPE Gemisch mit Metallverunreinigungen 19

20 Anlagenaufbau K4G-L-BS60 PP/TPE Mahlgut K-CL-24-KT20 Masterbach blau K2-ML-D5-T35 Calciumcarbonat atm atm Vakuum Vakuumpumpe Plastex LAB Stranggranulator SGS 50-E ZSK U 29 kw ZS-B 25 Hrst.: Coperion 4m Wasserbad 20

21 Aufbau der Verfahrenseinheit 21

22 Siebrückstände / Materialdatenblatt 22

23 2 Komponenten-Spritzguss Boomerang 23

24 Inhaltsverzeichnis Biopolymere und ihre Anwendungen Stoffliches Recycling Institut IWK Compoundierlabor 24

25 Fachbereiche Spritzgiessen Prof. Dr.-Ing. Frank Ehrig Institutsleiter Faserverbundkunststoffe / Leichtbau Prof. sc. techn. Markus Henne stv. Institutsleiter Compoundierung / Extrusion Prof. Dipl.-Ing. Daniel Schwendemann Werkstoffprüfung / Schadensanalyse MSc ETH Mario Studer 25

26 Unterstützung entlang der gesamten Wertschöpfungskette Compoundierung Füllsimulation Integration von Beleuchtung Elektroleichtfahrzeug Materialentwicklung Produktentwicklung Werkzeugtechnik Prozesstechnik Prototypen- Nullserienfertigung Bauteilprüfung Recycling Konzeptentwicklung Strukturanalyse Sonderverfahren Werkstoffkennwerte 26 HSR, Rapperswil,

27 Infrastruktur Spritzgiessen 4 Spritzgiessmaschinen mit Peripherie Ausstattung für Spritzgiess- Sonderverfahren (z.b. Spritzprägen, phys. Schäumen) Prozessüberwachung (Druck, Temperatur) Faserverbundtechnik / Leichtbau 200t Presse mit Heizplatten und 5t Presse RTM 1K / 2K Injektionsanlage Autoklav für Prepreg-Prozesse Schneidtisch und Laminierplatte Compoundierung / Extrusion Compounder mit Dosiereinheit Granulieranlage Extruder Werkstoffprüfung Zugprüfmaschine Pendelschlagwerk Härteprüfer Mikroskopie 2 Klimaschränke Salzsprühnebelanlage 27

28 Inhaltsverzeichnis Biopolymere und ihre Anwendungen Stoffliches Recycling Institut IWK Compoundierlabor 28

29 Compoundierlabor Technikum in der HSR Aussenstelle Eichwies 300 m 2 zusätzliche IWK Laborfläche ZSK 26 Mc mit 44 L/D Seitenbeschickung und Seitenentgasung Gravimetrische Dosieranlage für Pulver, Granulat und Fasern Beheizbare Flüssigdosierung Wasserbad mit Granuliereinrichtung 29

30 Firmen im Labor 30

31 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Prof. Daniel Schwendemann Tel.: