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Untersuchung des Compoundierprozesses von Carbonfaserrezyklaten

IGF-Nr. 20056 N

Forschungsstelle 1: Universität Paderborn
Kunststofftechnik Paderborn
Fachgebiet Kunststoffverarbeitung
Warburger Str. 100
33098 Paderborn
Projektleiter 1:

Prof. Dr. V. Schöppner

Forschungsstelle 2: SKZ-KFE gGmbH
Herrn Johannes Rudloff
Friedrich Berhius-Ring 22
97076 Würzburg
Projektleiter 2: J. Rudloff
Laufzeit: 01.07.18 - 30.06.2020

Eine stark wachsende Anwendung in der Kunststoffindustrie ist die Modifizierung von Polymeren mit Fasern aus Carbon und speziell mit Carbonfaserrezyklaten. Als Rezyklate werden recycelte Carbonfasern bezeichnet, welche bei Herstellverfahren z. B. in der Automobilindustrie als Produktionsreste anfallen. Begründet ist dies durch die stetig wachsende Nachfrage nach faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen, die gegenüber unverstärkten signifikant verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften aufweisen. Des Weiteren ist durch neue Gesetze (z. B. EU-Abfallrahmenrichtlinie und Altautoverordnung) festgeschrieben, dass Carbonfaserreste recycelt werden müssen. Durch diese gesetzlichen Vorgaben werden alternative Entsorgungswege für Faserverbunde zukünftig unverzichtbar. Die Herstellung von Compounds aus einer thermoplastischen Matrix und Carbonfaserrezyklaten kann einen dieser alternativen Entsorgungswege darstellen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist deshalb die Untersuchung und Analyse der Einarbeitungsvorgänge von Carbonfaserrezyklaten in thermoplastische Kunststoffe auf verschiedenen Compoundierextrudern. Im Fokus steht zuerst das Dosier- und Einzugsverhalten. Anschließend wird die Veränderung der Faserlängenverteilung innerhalb des Prozesses betrachtet. Als Ergebnis werden Richtlinien für KMU für die Herstellung von Carbonfaserrezyklaten formuliert. Insbesondere für Compoundeure und Maschinenhersteller, die ein breites Produktspektrum und somit Produkte mit hohem Qualitätsanspruch herstellen, ist eine Gewinn- und Umsatzsteigerung möglich. Durch die Arbeiten zum Dosier- und Einzugsverhalten werden die Voraussetzungen geschaffen, um Carbonfasercompounds aus Recyclingfasern herzustellen. Ein Vorhersagemodell für eine resultierende Faserlängenverteilung bei der Verarbeitung von Carbonfaserrezyklaten auf verschiedenen Compoundierextrudern soll zukünftige Investitionsentscheidungen insbesondere bei KMU unterstützen.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 20056 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.