Kunststoffe sind für die Elektroindustrie essenziell – sie isolieren und schützen und müssen daher zum Beispiel wärmeformbeständig, flammgeschützt oder mechanisch robust sein. Derzeit kommen dafür vorwiegend fossil-basierte Kunststoffe wie Polyamide oder Polycarbonate zum Einsatz, es fehlen biobasierte Alternativen. Im gerade gestarteten zweijährigen Verbundprojekt „HighTechPLA“ entwickelt Fraunhofer UMSICHT zusammen mit Partnern ein biobasiertes Hochleistungscompound auf Basis von Polymilchsäure (PLA).
In Deutschland werden jährlich rund 1 Millionen t Kunststoffe im Elektro-/Elektronikbereich verarbeitet. Der Großteil ist fossil-basiert, Rezyklate kommen hier eher geringfügig zum Einsatz. Eine biobasierte Alternative, die in der Elektroindustrie einsetzbar wäre, könnte enorm dazu beitragen, eine CO2-Neutralität bis 2050 zu erreichen. Die große Herausforderung ist es, biobasierte Kunststoffe mit spezifischen, sich gegenseitig beeinflussenden Funktionen, auszustatten, sie für technische Anwendungen weiterzuentwickeln und für konventionelle Spritzgießverfahren wirtschaftlich kompatibel zu machen.
Vom Struktur-Eigenschaftsmodell bis hin zu marktreifen Produkten
Im Verbundprojekt „HighTechPLA“ entwickelt das Projektteam einen Hochleistungswerkstoff auf Basis von PLA für elektronische Bauteile. Das Konsortium vereint Expertise aus Forschung und Industrie aus den Bereichen Werkstoffentwicklung, Spritzguss und Produktionsentwicklung. Ziel ist es zunächst, ein tiefgreifendes Verständnis der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen in PLA-Compounds zu erlangen, um so Zielkonflikte zwischen Kristallisationsverhalten, Schlagzähigkeit und Flammschutz systematisch zu lösen.
Ein Struktur-Eigenschaftsmodell soll es dann ermöglichen, Rezepturen und Prozesse praxisnah zu simulieren und in realen Produktionsanlagen zu validieren. Die enge Verzahnung von Material- und Verfahrensentwicklung soll Zykluszeiten mit konventionellen Prozessen vergleichbar halten. „Wir zielen darauf ab, dass Projektergebnisse schnell in marktreife Produkte transferiert werden können. Die Ergebnisse haben zudem das Potenzial, auf andere Branchen ausgeweitet zu werden“, erklärt Christina Eloo, Abteilung Circular and Bio-based Plastics bei Fraunhofer UMSICHT.
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