Informačný servis - poľnohospodárstvo, výživa, vidiek - vývoj kompozitných materiálov

  • Nachádzate sa tu:
  • Domovská stránka
  • služba
  • Poľnohospodársky výskum Bádensko-Württembersko
  • Produkcia zeleniny
  • Vývoj kompozitných materiálov z natívnych škrobov a lineárnych poly (uretánov) a ich spracovanie na polotovary a lisované diely

Poľnohospodársky výskum
Vývoj kompozitných materiálov z prírodných škrobov a lineárnych poly (uretánov) ako aj ich spracovanie na polotovary a tvarované diely

Univerzita v Stuttgarte, Inštitút technológie plastov (IKT)

informačný

Problém

V poslednej dobe sa zvyšuje záujem o termoplasty, ktoré sú v čo najväčšej miere založené na obnoviteľných surovinách (NaWaRo). Obnoviteľná surovina sa nepoužíva iba na zníženie ceny materiálu, ako to často býva pri použití škrobu, ale v mnohých prípadoch plní aj konkrétnu funkciu. Pri vývoji biologicky odbúrateľných materiálov (BAW) sa často kladie dôraz na lepšiu alebo rýchlejšiu odbúrateľnosť ako na syntetickú alternatívu. Na druhej strane zabudovanie vysoko polárnych škrobových látok do polyolefínov umožňuje napríklad ich spojiteľnosť pomocou vysokofrekvenčných zváracích procesov a ich potlačiteľnosť bez alebo aspoň so zníženým použitím koróny. Ako už ukazuje týchto niekoľko príkladov, kombinácia syntetických polymérov a biopolymérov môže vytvoriť zaujímavé materiály s novými vlastnosťami a „zeleným“ obrazom. Motivácie pre vytváranie nových kompostovateľných kompozitných materiálov sú zhrnuté na obrázku 1.

Kompostovateľné materiály: Pokiaľ nie je možné spaľovanie a recykláciu odpadu, môžu sa zaviesť nové spôsoby zneškodňovania odpadu

Syntetické polyméry:
napr. TPU

Obrázok 1: Motivácia pre vytváranie nových kompostovateľných kompozitných materiálov na báze syntetických polymérov a biopolymérov

Pri výbere syntetických polymérov (napr. Termoplastického Poly u rethane® TPU) hrá rozhodujúcu úlohu ľahkosť, s akou sa dajú tieto materiály spracovať na bežných strojoch na výrobu plastov v porovnaní s biopolymérmi, a v mnohých prípadoch prijateľný pomer ceny a výkonu. Zahrnutie regeneratívnych surovín do výroby polymérnych materiálov aspoň čiastočne ušetrí obmedzené zdroje fosílnych surovín, vytvorí ďalšie trhy predaja pre poľnohospodárstvo a zníži emisie oxidu uhličitého, ktoré prostredníctvom neutrality CO 2 vyvolávajú „skleníkový efekt“.

Celkovým cieľom tohto výskumného projektu bolo vyvinúť rodinu inovatívnych, biologicky odbúrateľných polymérnych materiálov s dobrými materiálovými vlastnosťami, ktoré sú zložením z termoplastických polyuretánov (TPU) ako matrice a prírodného škrobu ako plniva. Súbežne s vývojom materiálu by sa malo optimalizovať aj technologické a technologické vybavenie, aby bolo možné efektívne navrhnúť proces miešania. Ďalej by sa mali komplexne charakterizovať výsledné nové kompozitné materiály. Nakoniec by sa mal vytvoriť základ pre spracovanie materiálov, pričom predmetom záujmu by mala byť výroba plochých výrobkov. Ústrednou otázkou pri vývoji kompostovateľných kompozitných materiálov je biologická odbúrateľnosť použitých matríc a ich škrobových zlúčenín, čo by sa malo v tomto projekte tiež preskúmať.

Výsledky

V rámci tohto výskumného projektu boli vyvinuté nové biologicky odbúrateľné kompozitné materiály na báze termoplastických poly (ester-uretánov) (TPU) a natívnych škrobov, ktoré majú veľa výhod:

  • Môže sa dosiahnuť podiel obnoviteľných surovín (NaWaRo) až 85% hmotnostných, ak je polyolová zložka vyrobená aj z NaWaRo.
  • Podiel natívneho škrobu je Ø 70