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PROJEKT „BioRUHM“: REAKTIVER, URETHANFREIER SCHMELZKLEBSTOFF | Reaktive Schmelzklebstoffe (RHM) auf Isocyanatbasis werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften verstärkt eingesetzt, von der Verpackung über den Automobilbau bis hin zu technischen Textilien. Die Zusammensetzung dieser urethanbasierten Klebstoffe birgt jedoch auch Gefahren, z.B. die Freisetzung von gefährlichem Isocyanat. Im Projekt „BioRUHM“ strebt das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Projektpartnern die Entwicklung eines Konzepts auf urethanfreier Basis an.

BERECHNUNG VON DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN BIOBASIERTER KUNSTSTOFFE FÜR VERPACKUNGEN | Aus Kunststoffen wie Verpackungen, die in Kontakt mit Lebensmitteln stehen, Laminaten, Klebstoffen oder Dichtungen, können Stoffe wie Additive in die sie umgebenden Medien übergehen. Dabei sinkt deren Konzentration im Kunststoff und reichert sich in deren Umgebung wie Lebensmitteln oder Grenzflächen an. Im Projekt „DiBioK“ arbeitet das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Projektpartnern an der Bestimmung von Stoffkonstanten zur Berechnung von Diffusionskoeffizienten ausgewählter biobasierter Polymere. Daraus soll ein Modell abgeleitet werden, das eine Vorhersage dieser stoffspezifischen Eigenschaft ermöglicht.

INTELLIGENTE POLYMERNETZWERKE ERMÖGLICHEN EINE NACHTRÄGLICHE VERFORMUNG, RECYCLING UND BIOLOGISCHEN ABBAU VON WERKSTOFFEN | Polymere Werkstoffe sind vielfach einsetzbar und zeichnen sich durch ihr leichtes Gewicht und ihre mechanischen Eigenschaften aus. Zur Steigerung des Leichtbaupotenzials werden Kunststoffe mit Fasern zu Faserverbunden verarbeitet. Allerdings suchen Unternehmen aufgrund von Konsumentendruck und Regularien zunehmend umweltschonende und kreislauffähige Materialsubstitute für konventionelle polymere Werkstoffe. Seit einigen Jahren erforscht das Fraunhofer IFAM schaltbare duromere Werkstoffe als vielversprechende Alternative.

DAS INNOVATIONS- UND MARKTPOTENZIAL NEUER WERKSTOFFE FÜR NACHHALTIGE PRODUKTE AUS KUNSTSTOFFEN ERMITTELN | Kunststoffe sind aus unserer Welt nicht mehr wegzudenken. Gleichwohl müssen Produkte aus Kunststoffen nachhaltig gestaltet werden. Ein Weg zu umweltverträglicheren Produkten ist der Einsatz von neuen biobasierten oder bioabbaubaren Materialien. Welche Potenziale neue Werkstoffe für Kunststoff herstellende und verarbeitende Unternehmen haben, erforscht das Fraunhofer IFAM. Bei Bedarf arbeiten die Forscherinnen und Forscher unterschiedliche Handlungsoptionen heraus und bewerten diese aus materialwissenschaftlichen, fertigungstechnischen, wirtschaftlichen, aber vor allem auch ökologischen Gesichtspunkten.

NACHHALTIGE PRODUKTE DURCH DEN EINSATZ NEUER POLYMERE | Unternehmen verspüren den Druck der Konsumenten und der Politik, ihre Produkte und Halbzeuge nachhaltig herzustellen. Der erste Schritt zu einer besseren Ökobilanz besteht oftmals darin, vorhandene Kunststoffe durch neue Polymere, die biobasiert und/oder bioabbaubar sind, zu ersetzen. Das Fraunhofer IFAM unterstützt Unternehmen dabei, durch Marktanalysen, Materialbewertung und Werkstoffentwicklung eine Materiallösung zu finden, die nachhaltig und wirtschaftlich zugleich ist.

ELEKTROCHEMISCHE RÜCKGEWINNUNG KRITISCHER ROHSTOFFE AUS ABWÄSSERN | Die effiziente Rückgewinnung von kritischen Rohstoffen aus Batterien und Produktionsabfällen ist eine große Herausforderung der modernen Batterieindustrie. Im MeGaBat-Projekt entwickeln wir eine nachhaltige, kostengünstige und emissionsarme Technologie zur elektrochemischen Rückgewinnung von Lithium, Kobalt und anderen kritischen Rohstoffen aus wässrigen Quellen (Abwässern) bis zu Produktionsausschüssen. Unser Ziel: Die Etablierung eines flexiblen, skalierbaren Prozesses, der die Kreislaufwirtschaft der Batterieindustrie vorantreibt und dabei neue Konzepte zur Weiterentwicklung des Urban Mining beiträgt.

NACHHALTIGE VORBEREITUNG VON POLYMEREN FÜR DIE METALLISIERUNG | Die Metallisierung von Polymeroberflächen ist heute in zahlreichen Branchen unverzichtbar – von der Automobilindustrie über Consumer Electronics bis hin zur Medizintechnik. Die Vorkonditionierung dieser Oberflächen basiert aktuell auf nasschemischen Prozessen, die vorwiegend toxische Chemikalien einsetzen. Es besteht daher ein dringender Bedarf an der Entwicklung und Implementierung alternativer, nachhaltiger Verfahren. Mit dem Forschungsprojekt »LaStrADA« wird die Vorkonditionierung von Polymeren vor deren Metallisierung auf ein neues Level gebracht – trocken, umweltfreundlich und inline-fähig.

PLASMAPROTECT: LANGFRISTIGE STABILITÄT VON POLYMEREN KLEBVERBINDUNGEN | Mit Hilfe von umweltfreundlichen, inline-fähigen plasmapolymeren Dünnschichten lässt sich schädliche Additivmigration zwischen Polymeren und Klebstoffen verhindern. Das führt zu einer erheblichen Verlängerung der Langzeitstabilität von Klebverbunden.

Dichtmassen sind unverzichtbar im Flugzeugbau und anderen Bereichen des Transportsektors. Sie schützen vor Korrosion, dienen als Verbindungstechnik und tragen zur Verbesserung aerodynamischer Eigenschaften bei. Die zuverlässige Aushärtung der Dichtmassen ist entscheidend für die Qualität und Sicherheit der fertigen Bauteile. Bislang wird diese jedoch ausschließlich mit genormten Laborverfahren stichprobenartig geprüft – eine direkte, prozessbegleitende Qualitätskontrolle gibt es nicht.

EFFIZIENZ IN WÄRMENETZEN: KRITERIEN UND POTENZIALE ANALYSIEREN | Die Wärmeversorgung und damit auch die Fernwärme in Deutschland muss bis spätestens 2045 klimaneutral sein, um die Klimaziele zu erreichen, zu denen sich Deutschland durch Ratifizierung des Pariser Klimaabkommens verpflichtet hat. Daher befasst sich das Fraunhofer IFAM im Projekt „Definition und Potenziale von Effizienz in Wärmenetzen (WäNEff)“ damit, die Zukunftstauglichkeit, die Einbindung ins Ordnungsrecht und / oder die Förderkulisse von Effizienzkriterien für Fernwärme zu prüfen sowie Weiterentwicklungen herzuleiten.