Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Produkte wie Klebstoffe, Vergussharze und Matrixharze für Faserverbundwerkstoffe oder Lacke müssen heutzutage nicht nur hohe technische und ökologische Standards erfüllen, sondern auch wirtschaftlich und nachhaltig sein. Die Basis zur Erfüllung dieser Anforderungen wird bereits bei den Rohstoffen gelegt. Am Fraunhofer IFAM bildet daher die Entwicklung neuartiger Rohstoffe, wie z.B. reaktive Polymere oder Additive, einen Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Die entwickelten Rohstoffe werden dabei in anwendungsnahen Formulierungen und spezifischen Anwendungen erprobt. Zudem werden am Institut Musterrezepturen auf der Basis neuer Rohstoffe entwickelt, oftmals auch im direkten Auftrag von Rohstoffherstellern.
Nutzung von Kohlendioxid, nachwachsenden Rohstoffen und Forschung im Sinne der Kreislaufwirtschaft
Der »Product Carbon Footprint« (PCF) gewinnt für Unternehmen immer mehr an Bedeutung. So helfen wir unseren Kunden, den CO2-Fußabdruck ihrer Produkte zu reduzieren:
- Entwicklung von Rohstoffen unter Einsatz von Kohlendioxid und Stoffen, die auf der Basis von Kohlendioxid gewinnbar sind
- Nutzung nachwachsender Rohstoffe, wobei alle Stoffklassen wie (Poly)-Saccharide (Stärke, Cellulose), Terpene, Alkaloide, Proteine, Pflanzenöle, Lignin, Glycerin oder biotechnologisch hergestellte Stoffe zum Einsatz kommen
- Berücksichtigung der Kreislaufwirtschaft durch die Forschung an Recyclaten und Klebstoffen, die die Wiederverwertung des zu recycelnden Basismaterials eines Produktes möglichst wenig stören
Erfolgreiche Verknüpfung von Ökonomie und Ökologie
Rohstoffe für die Formulierung polymerer Werkstoffe müssen komplexe technische Anforderungen erfüllen, ökonomisch integrierbar sein und einen Beitrag zur ökologischen Handhabung liefern. Beispiele sind neuartige Polymere und funktionalisierte Füllstoffe zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, z.B. zur Zähelastifizierung, oder Brandschutzadditive. Neuartige Katalysatorsysteme für eine beschleunigte Härtung machen Prozesse schneller und funktionalisierte Farbstoffe oder Indikatoren für eine Kontrolle des Aushärtungszustands erlauben eine exakte Kontrolle der Fertigungsprozesse mit den neuen Klebstoffen. Dabei ist es wichtig, Stoffe zu nutzen, die ein geringes Gefährdungspotential aufweisen, aber auch z.B. aus Recyclingkreisläufen oder nachwachsenden Quellen stammen, um dadurch den Carbon Footprint verringern zu können.
Umsetzung in die industrielle Produktion
Bereits bei der Auswahl der zu präparierenden Substanzen und der Synthesewege wird darauf geachtet, dass eine spätere Umsetzung in die industrielle Produktion möglich ist. In diese Betrachtungen gehen sowohl die voraussichtlich benötigte Menge des Rohstoffs und die Komplexität der Fertigung als auch eine erste toxikologische Einschätzung ein. Technikumsmengen können von uns synthetisiert und für eigene Versuche zur Verfügung gestellt werden.
Unsere Arbeitsschwerpunkte für Sie zusammengefasst:
- Reaktionsführung mit Katalysatoren, Initiatoren und Additivierung
- Monomere und reaktive Polymere, wie Polyurethane ohne den Einsatz von Isocyanaten
- Funktionalisierte Füllstoffe einschließlich Nanokomposite und niedrigschmelzende Gläser
- Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen
- Nutzung von Kohlendioxid als Rohstoff
- Kreislaufwirtschaft – Circular Economy