Nachhaltige Elastomere: Online-Workshop am 20. Juni diskutiert über neue, umweltfreundliche Elastomermischungen
In der Automobilindustrie, im Bausektor und vielen weiteren Anwendungen
kommen elastomere Werkstoffe zum Einsatz. Diese sollen umweltfreundlicher
werden. Das Fraunhofer LBF bringt Unternehmen zusammen, die am 20. Juni
2023 in dem Online-Workshop »Nachhaltige Elastomere« Einblicke in die
Anforderungen für Kautschuke von morgen geben. Additive und Kautschuk-
Rohstoffe sowie die Analytik und Charakterisierung von Kautschuken werden
beleuchtet. Themsn sind die Herausforderungen bei der Entwicklung und dem
Einsatz von nachhaltigen Additiven und Füllstoffen sowie über die
Möglichkeiten und technischen Ansätze bei der Compoundierung, der
Anwendung und dem Recycling von nachhaltigen Elastomeren.
Polyolefin-Elastomere (POE) sind äußerst vielseitige Materialien, die dem
Endprodukt sowohl Festigkeit als auch Flexibilität verleihen können. Sie
kombinieren Eigenschaften, die sowohl für thermoplastische Kunststoffe als
auch für Kautschuk typisch sind, und werden in einer Vielzahl von
Anwendungen im verarbeitenden Gewerbe (Fahrzeug- und Maschinenbau), im
Bausektor sowie der Energie- und Wasserversorgung eingesetzt. Damit
spielen sie auch eine Schlüsselrolle bei der nachhaltigen Energie- und
Wärmeversorgung. POE werden in der Regel durch den Einbau von Comonomeren
in die Polymerkette hergestellt. Hierdurch wird die Kristallinität
moduliert mit dem Ziel die Palette der Produktanwendungen zu erweitern. Um
die Heterogenität dieser Werkstoffklasse im Hinblick auf ihre
Zusammensetzung zu definieren, muss die Zusammensetzungsverteilung (CCD)
charakterisiert werden. Die CCD ist ein molekularer Schlüsselparameter zur
Erstellung von Struktur-Eigenschaftsbeziehung
beispielsweise erst die Entwicklung komplexer multimodaler Elastomere
ermöglicht.
Fraunhofer LBF entwickelt Methodik zur Identifikation umweltfreundlicher
Lösungsmittel für die Flüssigkeitsadsorptionschromat
Die Flüssigkeitsadsorptionschromat
Sicht von großer Bedeutung und die Methode der Wahl zur Charakterisierung
der CCD. Der Prozess der Lösungsmittelauswahl ist eine wichtige
Innovationsbarriere bei der Methodenentwicklung der LAC und basiert bisher
weitestgehend auf Erfahrungswerten. Die Funktionsprinzip der LAC basiert
auf der reversiblen Adsorption von Polymeren an einer stationären Phase.
Dabei wird ein adsorptionsförderndes Lösungsmittel (Adsorli) verwendet, um
die Polymerprobe an die stationäre Phase zu adsorbieren. Anschließend wird
mit einem Gradienten zu einem desorptionsfördernden Lösungsmittel
(Desorli) die Probe eluiert. Der Gehalt an Desorli, welcher zum Eluieren
der Probe benötigt wird, hängt von der chemischen Zusammensetzung der
Polymerketten ab. Die zur Auflösung von Polyolefin-Elastomeren
erforderliche hohe Temperatur hat die Desorlis auf chlorierte
Lösungsmittel wie 1,2,4-Trichlorbenzol (TCB) oder 1,2-Dichlorbenzol (ODCB)
beschränkt, und auch die Adsorlis besitzen eine hohe Toxizität. Aufgrund
von Umweltbedenken gibt es einen anhaltenden Trend, gesundheits- und
umweltschädliche Lösungsmittel zu eliminieren. Dabei sollen beispielsweise
chlorierte Lösungsmittel durch solche mit geringerer Toxizität ersetzt
werden.
Am Beispiel von Ethylen-Propylen-Dien (EPDM) als Vertreter der Polyolefin-
Elastomere haben Fraunhofer-Forschende gezeigt, dass durch die Kombination
eines chromatografischen Indikators in Form von Struktur-Retentions-
Beziehungen mit Hansen-Löslichkeitsparametern geeignete nicht-chlorierte
Desorlis für die LAC identifiziert werden können. So wurden mit
1,2,4-Trimethylbenzol, 1,2,3-Trimethylbenzol und Tetralin drei
halogenfreie Desorlis mit geringer Toxizität identifiziert. Als Beispiel
für ein nachhaltiges Adsorli wurde Butylal identifiziert, das durch
Reaktion zwischen (erneuerbaren) Alkoholen und Aldehyden zugänglich ist.
Diese log k vs. RED-Diagramme können für zu untersuchende Polymere
angepasst und auf breiterer Basis für die Lösungsmittelauswahl bei der
LAC-basierten Trennung eingesetzt werden.
Kostenfreier Online-Workshop am 20. Juni 2023, 9.30 Uhr bis 17.15 Uhr
Weitere Themen stellen Vortragende aus den Unternehmen Brüggemann,
Continental, Dätwyler, Lanxess, Polymertechnik Elbe, Tyromer, UPM und WDK
in englischer Sprache vor.
