Biopolymernetzwerk Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Compoundieren

Ein Polymer wird erst dann zu einem „Kunststoff“ wenn es mit gängigen Verarbeitungsverfahren zu Produkten verarbeitet werden kann. Wie die meisten „konventionellen“ Kunststoffe sind auch die meisten Biokunststoffe als „Roh-Kunststoffe“ in der Regel nicht zu Endprodukten verarbeitbar. Sie müssen durch Compoundieren für die jeweiligen Anwendungen maßgeschneidert werden. Compoundieren bedeutet Aufbereiten und beschreibt den Veredelungsprozess von Kunststoffen durch Beimischung von Zuschlagstoffen (Füllstoffe, Additive usw.) zur gezielten Optimierung der Eigenschaftsprofile. Solche Additive können Verarbeitungshilfsmittel sein, UV-Stabilisatoren, Schlagzäh-Modifikatoren, Weichmacher, Farbpigmente und vieles mehr. Ziel ist, das mechanische oder thermische Eigenschaftsprofil des Kunststoffs den erforderlichen Eigenschaften des Endproduktes anzupassen und die Kunststoffe verarbeitbar zu machen.

Für das Compoundieren von Biokunststoffen wird im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen verhältnismäßig oft eine Trocknung vor der Verarbeitung empfohlen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass bei hydrophilen Biokunststoffen mittels entsprechender Verfahrensanpassungen und geeigneter Entgasung während der Compoundierung oft keine Vortrocknung erfolgen muss. Leider sind nicht immer Herstellerangaben zur Verarbeitung vorhanden.

Das Compoundieren geschieht häufig auf speziell für diesen Zweck verwendeten Doppelschneckenextrudern, wo die Komponenten besonders intensiv gemischt und homogenisiert werden können.

Auswahl an BMEL/FNR geförderten Projekten zu diesem Thema
Verbundvorhaben: Bioschaumplatten - Extrusionsgeschäumte, dickwandige Plattenelemente aus einem biobasierten, thermoplastischen Kunststoff (01.05.2012 bis 30.04.2014)
  • Teilvorhaben 1: Projektkoordination, Prozessoptimierung, Netzwerkbildung (Link)
  • Teilvorhaben 2: Materialentwicklung, Compoundierung, Granulatherstellung (Link)
  • Teilvorhaben 3: Prozessentwickung und -optimierung (Link)
  • Teilvorhaben 4: Technologieentwicklung (Link)
  • Teilvorhaben 5: Entwicklung von Leiterplatten und Baugruppen (Link)
  • Teilvorhaben 6: Anwendung von Leiterplatten und Baugruppen (Link)
  • Teilvorhaben 7: Herstellung von Siebdruckrahmen (Link)
  • Teilvorhaben 8: Materialentwicklung und Scale-up (Link)
  • Teilvorhaben 9: Extrusionstechnologie (Link)
Verbundvorhaben: Lignin als nachwachsender Rohstoff für Anwendungen in der Elektronik (01.01.2012 bis 31.12.2014)
  • Teilvorhaben 2: Materialentwicklung, Compoundierung, Granulatherstellung (Link)
  • Teilvorhaben 5: Entwicklung von Leiterplatten und Baugruppen (Link)
  • Teilvorhaben 8: Materialentwicklung und Scale-up (Link)
Verbundvorhaben: Werkstoff- und Fließmodelle für naturfaserverstärkte Spritzgießmaterialien für den praktischen Einsatz in der Automobilindustrie (01.07.2011 bis 30.06.2014)
  • Teilvorhaben 1: Untersuchung und Charakterisierung der Naturfasern (Link)
  • Teilvorhaben 2: Untersuchungen zum Faser-Matrix-Verhalten (Link)
  • Teilvorhaben 3: Herstellung der Faser-Polymer-Compounds und Prüfkörper (Link)
  • Teilvorhaben 4: Untersuchungen der NF-Compounds und Prüfkörper (Link)
  • Teilvorhaben 5: Werkstoffprüfung (Link)
  • Teilvorhaben 6: Bauteilberechnungen (Link)
  • Teilvorhaben 7: Scale-up und Erprobung im Serienmaßstab (Link)
  • Teilvorhaben 8: Bauteilprüfung (Link)
  • Teilvorhaben 9: Spritzgießen von Bauteilen (Link)
Bedarfsorientierte Entwicklung von Biopolymerwerkstoffen für langlebige technische Anwendungen - Gezielte Modifizierung und Optimierung der Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften von Biopolymeren für langlebige technische Anwendungen (01.09.2010 bis 31.08.2013) (Link)
Forschungsverbund Biopolymere (01.06.2009 bis 31.05.2014)
  • Teilvorhaben 3A: Energieeffiziente Verarbeitung von innovativen Konstruktionswerkstoffen auf Basis von Cellulosefaser verstärktem biobasiertem Polyamid - Cellulosische Spinnfaserverstärkung und alternative Füllstoffe (Link)
  • Teilvorhaben 3B: Energieeffiziente Verarbeitung von innovativen Konstruktionswerkstoffen auf Basis von Cellulosefaser verstärktem biobasiertem Polyamid - Eigenschafts-und Prozessoptimierung von Naturfaser verstärktem biobasiertem PA (Link)
  • Teilvorhaben 3C: Energieeffiziente Verarbeitung von innovativen Konstruktionswerkstoffen auf Basis von Cellulosefaser verstärktem biobasiertem Polyamid - Prozessvalidierung und Up-scaling der Prozesskette bei Compoundherstellung (Link)
  • Teilvorhaben 5: Prozess- und Materialoptimierung von Biopolymeren und -compositen durch den Einsatz von innovativen biobasierten Additiven (Link)
  • Teilvorhaben 6B: Modifizierung von Cellulosefaserprodukten mit Polyvinylacetat und Derivaten und ihre Anwendung in Biokunststoffen - Spritzguss und Simulation (Link)
  • Teilvorhaben 9: Entwicklung neuartiger Polymerblends aus Polyolefinen mit nativer und modifizierter Stärke (Link)
FENAFA-Netzwerkverbund (01.06.2009 bis 31.05.2014)
  • Teilvorhaben 2a - 2b: Serienfähige Konzepte zum Trennen und Schneiden sowie zielgerichteten Reinigung und Konditionierung für die Gewinnung von ganzpflanzenbasiertem Kurzfasermaterial als Naturfaserrohstoff für Fließpress- und Spritzgießverfahren (2a, 2b)
  • Teilvorhaben 3a - 3b: Zielgerichtete Weiterentwicklung und Anpassung der Verfahrensschritte zur Bereitstellung und Konditionierung von Naturfaserkonservat für den Einsatz in Verbundwerkstoffen (Schwerpunkt Hanf) (3a, 3b)
  • Teilvorhaben 5a - 5d: Entwicklung von Dosiersystemen und Compounderkonfigurationen für optimierte Compoundierprozesse mit ganzpflanzenbasierten Naturfasern (5a, 5b, 5c, 5d)
  • Teilvorhaben 9a - 9c: IMC basierte Technologien für den Einsatz von Natrufasern in innovativen Spritzgießbauteilen am Beispiel von Transportsystemen (9a, 9b, 9c)
Entwicklung neuartiger PLA-basierter Verbundwerkstoffe und Nanocomposite (01.09.2008 bis 28.02.2011) (Link)
Entwicklung spritzgießfähiger naturfaserverstärkter Biopolymere für Gehäuseteile im Hausgerätebereich (01.10.2007 bis 30.09.2009) (Link)
Verbundvorhaben: Innovative Verarbeitung von biobasierten Compositen durch Mikroverschäumung (01.03.2007 bis 31.08.2009)
  • Teilvorhaben 1: Prozessentwicklung biobasierter Composite für die Verarbeitung durch Mikroverschäumung (Link)
  • Teilvorhaben 2: Materialentwicklung biobasierter Composite für die Verarbeitung durch Mikroverschäumung (Link)
Erschließung des Verstärkungspotenzials von Naturfasern für Gummi und TPE (01.02.2007 bis 31.07.2009) (Link)
Verbundvorhaben: Pflasterschalung aus nachwachsenden Rohstoffen (01.10.2006 bis 31.03.2008)
  • Teilvorhaben 1: Entwicklung von spritzgußfähigem Biopolymer (Link)
  • Teilvorhaben 2: Entwicklung eines naturfaserverstärkten Biopolymerwerkstoffs im Produktionsmaßstab für den Einsatz im Spritzgußsektor (Link)
  • Teilvorhaben 3: Entwicklung von Pflasterschalung unter Einsatz naturfaserverstärkter Biopolymer-Werkstoffe (Link)
Nachwuchsgruppe: Naturfasern - Neue Möglichkeiten zur Einstellung definierter Eigenschaften in Kunststoffverbunden (01.08.2006 bis 31.07.2011) (Link)
Verbundvorhaben: Biopolymere auf Basis von Polyhydroxyalkanoaten (PHA) (01.09.2005 bis 31.12.2008)
  • Teilvorhaben 1: Gewinnung von PHB aus Abfall-Glycerin der Biodieselprduktion - BioPro (Link)
  • Teilvorhaben 2: Verfahrensentwicklung für die wirtschaftliche Produktion - BioPro (Link)
  • Teilvorhaben 3: Verfahrensentwicklung für die wirtschaftliche Produktion (Link)
Verbundvorhaben: Tuning von Biopolymeren für die breite Anwendung in aktiven und passiven Funktionsstrukturen (BioFun) (01.07.2005 bis 31.12.2008)
  • Teilvorhaben 1: Applikationsentwicklung (Link)
  • Teilvorhaben 2: Materialentwicklung (Link)
  • Teilvorhaben 3: Material- und Bauteilcharakterisierung sowie Bauteilentwicklung (Link)
Verbundvorhaben: Entwicklung von extrudierten Profilen aus Arboform (01.04.2004 bis 31.08.2006)
  • Teilvorhaben 1: Bauteilentwicklung und Anwendungsuntersuchungen (Link)
  • Teilvorhaben 2: Materialentwicklung (Link)
  • Teilvorhaben 3: Verfahrensentwicklung zur Extrusion (Link)