Immer perfektere Polymere
Polymer-Verbundwerkstoffe haben der Innovation in dem Industriezweig auf die Sprünge geholfen und bessere Produkte mit erhöhter Festigkeit, Elastizität und weiteren nützlichen Eigenschaften ermöglicht. Besonders eine Familie thermoplastischer Verbundwerkstoffe, die sogenannten SRP-Komposite (self-reinforced polymer), Verbundwerkstoffe aus eigenverstärkten Polymeren, sind in Bezug auf die Schaffung leichterer, festerer und recyclebarer Materialien sehr vielversprechend. Das EU-finanzierte Projekt "Resource-efficient self-reinforced plastic materials and processing" (ESPRIT) wollte bessere Versionen dieser Verbundwerkstoffe aus existierenden Polymeren wie Polyamiden und Polyestern herstellen. Man untersuchte neue Möglichkeiten, um das flexiblere Formen dieser Materialien unter Einsatz energieeffizienter Mikrowellen- und Induktionserwärmungsverfahren zu erleichtern. Davon versprach man sich deutlich verbesserte Eigenschaften gegenüber modernen Kunststoffen und eine Senkung der Fertigungskosten sowie die Realisierbarkeit neuer komplexer Formen. Um die Ziele zu erreichen, fertigte das Projektteam mit Erfolg die Vormaterialien, die erforderlich sind, um außergewöhnlich flache Plattenmaterialien zu schaffen, mit denen die Einschränkungen beim Formen überwunden und komplizierte dreidimensionale (3D) Formen erbracht werden könnten. Der Prozess beinhaltete die Erwärmung und das Formen der Vormaterialien mittels Extrusion von Pellets zur Plattenfertigung und das Hinzufügen von elektromagnetischen Erwärmungszusätzen wie Eisenpulver oder Kohlenstoffnanoröhren. Der Ansatz ergab eigenverstärkte Polymere mit 30 % weniger Gewicht bei gleichermaßen gesenkten Kosten. Das Projekt stellte ein besonderes eigenverstärktes Polymer her, das pro Kilogramm fast das gleiche wie Glasfaser kostet und mehr Recycling zulässt. Und nicht nur diese zwei Faktoren tragen zur immer weiter steigenden Beliebtheit dieses neuen Produkts bei. Um die neuen Technologien vorzuführen, stellte das Projektteam mehrere Prüflinge mit verschiedenen Eigenschaften her. Dazu zählten eine dickwandige Hydrantenkappe, die Druck widersteht, sowie ein leichterer und effizienterer Lüfterflügel. Andere Produkte waren ein rationeller Batterieeinschub, ein neuartiger Schienbeinschoner und eine robuste Fußplatte. Während einige dieser Anwendungen betriebsbereit sind, muss an anderen noch gearbeitet werden, damit sie kommerzielle Reife erlangen. Insgesamt zielt die Technologie auf reduzierten Materialeinsatz durch leichtere oder stoßfestere Produkte, was die europäische Kunststoffindustrie umweltfreundlicher und wettbewerbsfähiger dastehen lässt. Die ESPRIT-Internetseite hob die Leistungen des Teams hervor und hat dazu beigetragen, seine wertvollen Erkenntnisse zu verbreiten, wozu u. a. auch wissenschaftliche Arbeiten, Pressemitteilungen und Veranstaltungen beitrugen. Zu guter Letzt wurde 2009 ein Seminar zu Nutzbarmachungsstrategien organisiert, das zur künftigen wirtschaftlichkeiten Tragfähigkeit der neuen Technologie beitrug und dank der eigenverstärkten Polymere wichtige neue Chancen für die europäische Industrie eröffnete.