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03.12.2025, 15:35 Uhr | Lesedauer: ca. 1 Minute    

IKT: Erforschung biobasierter Partikelschäume auf Basis modi­fi­ziert­er PLA–PHA-Blends

Die Morphologie von geschäumtem Polylactid (PLA, links) und PLA mit 20 M.-Prozent PHBV aus der Gruppe der Polyhydroxyalkanoate (PHA, rechts). Ersichtlich ist der Einfluss des Blendpartners PHBV auf die Dichte und die Zellstruktur des Schaum­stoffs, ohne dass weitere Modifikationen vor­ge­nom­men wurden - (Bilder: IKT).
Die Morphologie von geschäumtem Polylactid (PLA, links) und PLA mit 20 M.-Prozent PHBV aus der Gruppe der Polyhydroxyalkanoate (PHA, rechts). Ersichtlich ist der Einfluss des Blendpartners PHBV auf die Dichte und die Zellstruktur des Schaum­stoffs, ohne dass weitere Modifikationen vor­ge­nom­men wurden - (Bilder: IKT).
Das Institut für Kunststofftechnik (IKT), Stuttgart, untersucht gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe der Universität Bayreuth das Schäumverhalten von modifizierten PLA–PHA-Blends. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung biobasierter Partikelschäume, die langfristig erdölbasierte Materialien wie expandiertes Polystyrol ersetzen könnten.

Im Mittelpunkt steht die Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften von Polylactid (PLA), dessen geringe Schmelzefestigkeit bislang die Schaumstoffherstellung erschwert. Durch das Blenden mit Polyhydroxyalkanoaten (PHA) sollen die mechanischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften gezielt angepasst werden. Zusätzlich planen die Forschenden eine reaktive Extrusion der Polymermischungen mit grenzflächenaktiven Additiven, um besonders für Partikelschäume geeignete Strukturen mit niedriger Dichte und feinen Zellgrößen zu erzeugen.

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Die Kombination von PLA und PHA soll deren jeweilige Vorteile – biologische Abbaubarkeit bei PHA und Kosten- sowie Verfügbarkeitseffizienz bei PLA – in einem Werkstoff vereinen. Insbesondere unterschiedliche Erweichungsbereiche der Blendpartner gelten als vorteilhaft für den Schäumprozess.

Da sowohl Prozess- als auch Materialparameter die Schaumbildung maßgeblich beeinflussen, sollen die komplexen Zusammenhänge in einem Werkstoffmodell abgebildet werden. Dieses Modell wird mithilfe maschinellen Lernens kontinuierlich erweitert. Das Projekt bündelt die Expertise des IKT in der Biopolymerverarbeitung mit den Kompetenzen der Bayreuther Arbeitsgruppe zur Schaumverarbeitung und Digitalisierung.

Langfristiges Ziel ist die Bereitstellung nachhaltiger Partikelschäume, die als ökologische Alternativen zu etablierten Kunststoffschäumen eingesetzt werden können.

Weitere Informationen:
www.ikt.uni-stuttgart.de, www.uni-stuttgart.de, www.polymer-engineering.de

Universität Stuttgart, Institut für Kunststofftechnik (IKT), Stuttgart

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