Normengerechter halogenfreier Flammschutz für Post-Consumer-Rezyklate in spezifischen Anwendungen
Aufgrund von EU-Vorschriften und Zielen zur Abfallreduzierung hat idie
Verwendung von Rezyklaten stark zugenommen. Eine große Herausforderung
besteht darin, sicherzustellen, dass Post-Consumer-Rezyklate die
Sicherheitsstandards erfüllen, insbesondere hinsichtlich des
Flammschutzes. Die Aufrüstung mit wirksamen Flammschutzmitteln ist
unerlässlich. Expertenteams im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit
und Systemzuverlässigkeit LBF befassen sich intensiv mit den EU-
Vorschriften und der Notwendigkeit des Flammschutzes in spezifischen
Anwendungen. Dabei stehen technische und strategische Überlegungen im
Fokus, von deren Antworten viele Branchen profitieren können.
In zahlreichen Anwendungen, wie dem Automobilbau, der Elektronik und
Elektrotechnik, Kabeln und Folien, müssen Kunststoffe flammhemmend sein.
Zu diesem Zweck untersuchen die Forschenden eine breite Palette von
Kunststoffen aus verschiedenen Quellen (PCR und PIR). Dazu gehören
Polypropylen (PP) und Polycarbonat/Acrylnitril-Butad
WEEE sowie PP und lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) aus dem
Verpackungsbereich; Polyamid 6 aus maritimen Anwendungen, Polyamid 66 aus
Produktionsabfällen und PET aus bedruckten Verpackungsfolien. Je nach
individueller Anwendung werden die Rezyklate mit halogenfreien
Flammschutzmitteln, Glasfasern, Verarbeitungshilfen und Stabilisatoren
compoundiert.
Beständigkeit gegen Flammen nachgewiesen
Mit angepassten Additivrezepturen wurden für alle Kunststoffarten aus
unterschiedlichen Abfallströmen zufriedenstellende
Flammschutzeigenschaften erreicht. Für Folien aus Polypropylen (PP) und
Polyethylen (LLDPE) konnte eine Klassifizierung nach DIN 4102 - B2 für
Baustoffe erzielt werden. Glasfaserverstärktes Polyamid 6 (PA 6), Polyamid
66 (PA 66) und Polyethylenterephthalat (PET) sowie ungefülltes PA 66 und
PCABS erreichten die Klassifizierung UL 94 V-0.
Die aktuellen Ergebnisse hinsichtlich des Flammschutzes von
Kunststoffrezyklaten sind vielversprechend. Die Forschungen zeigen, dass
Rezyklate unterschiedlicher Art und Herkunft wirksam flammhemmend
behandelt werden können. Diese Ergebnisse ebnen den Weg für weitere
Untersuchungen und Entwicklungen zur Verbesserung der
Brandschutzeigenschaften von recycelten Kunststoffen. Hersteller und
Anwender von Rezyklaten können auf diese Weise zu einer nachhaltigeren und
sichereren Zukunft für Kunststoffrecyclinginitiativen beitragen.
Methoden zur Charakterisierung von Rezyklaten
Die zusammengesetzten Werkstoffe werden durch Spritzguss und Foliengießen
zu Probekörpern weiterverarbeitet und anschließend umfassend auf ihren
Flammschutz und ihre mechanischen Eigenschaften hin untersucht. Darüber
hinaus werden die Materialien einer thermischen Alterung unterzogen, um
die Veränderung der Eigenschaften über die Zeit zu analysieren.
Für die Charakterisierung der Rezyklate und der Compounds kommen
verschiedene Verfahren zum Einsatz, darunter Thermogravimetrische Analyse
(TGA), Differenzkalorimetrie (DSC) und Oxidationsinduktionstemperatur
(OIT).
Flammwidrigkeitsprüfungen erfolgen nach UL 94 für Probekörper und DIN
4102-B2 für Folien sowie Untersuchungen des Brandverhaltens im
Kegelkalorimeter (ISO 5660). Zur Beurteilung des elektrischen
Brandverhaltens werden Comparative Tracking Index (CTI) nach DIN EN 60112
und Glow-Wire Ignition Temperature (GWIT) nach IEC 60695-2-13 getestet.
Die Bestimmung der Festigkeitseigenschaften erfolgt nach DIN EN ISO 527,
und die thermische Alterung wird in einem Umluftofen bei unterschiedlichen
Temperaturen gemäß ISO 4577 durchgeführt.
Das Fraunhofer LBF präsentiert aktuelle Ergebnisse auf der Plastics
Recycling Show Europe, Amsterdam, 19. bis 20. Juni 2024, Stand A22.
- Aufrufe: 42