Extrusion 2-2026

Extrusion 2/2026 kompakt 48 ► Institut für Kunststofftechnik, IKT www.ikt.uni-stuttgart.de Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe www.polymer-engineering.de „PHA sind gut biologisch abbaubar, wohingegen PLA deutlich kostengüns- tiger sind. Durch das physikalische Mi- schen dieser Blendpartner dürfen sich die spezifischen Vorteile der ein- zelnen Werkstoffe jedoch in einem Material vereinen lassen. Neben der Erfüllung des Nachhaltigkeitsgedan- kens bietet dieser Ansatz auch einen praktischen Nutzen für die Industrie: So sind zum Beispiel Blends mit un- terschiedlichen Erweichungsberei- chen sehr vorteilhaft für den Schäumprozess“, betont Gutbrod. „Allerdings beeinflussen zahlreiche Prozess- und Werkstoffparameter die Schaumherstellung und damit die Ei- genschaften der Schaumstoffe“, so der Wissenschaftler. Diese komplexen Zusammenhänge sollen im For- schungsvorhaben durch ein Werk- Das Institut für Kunststofftechnik (IKT), Stuttgart, erforscht gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe, Bayreuth, das Verhalten modifizierter PLA–PHA-Blends insbe- sondere im Schäumprozess. Diese sollen als biobasierte Alternativen zu lange etablierten erdölbasierten Par- tikelschäumen entwickelt werden. „Biokunststoffe wie Polylactide (PLA) weisen im Vergleich zu konven- tionellen erdölbasierten Polymeren einen geringeren CO 2 -Fußabdruck auf und können somit zur Defossilisie- rung der Kunststoffbranche beitra- gen“, erläutert IKT-Mitarbeiter Frederik Gutbrod. „Ihre Verarbeitung, insbesondere im Bereich der Schaum- stoffherstellung, gestaltet sich auf- grund der niedrigen Schmelzefestig- keit von PLA jedoch als schwierig. Aus diesem Grund wollen wir in unserem Forschungsvorhaben untersuchen, wie sich die Eigenschaften dieses Bio- kunststoffs durch Blenden mit weite- ren Biopolymeren wie Polyhydroxyal- kanoaten (PHA) verbessern lassen“. Geplant ist außerdem, die Mischun- gen durch reaktive Extrusion mit grenzflächenaktiven Additiven weiter zu modifizieren. Dadurch sollen sie speziell für die Weiterverarbeitung zu Partikelschäu- men optimiert werden, um eine ge- eignete Schaumstruktur mit niedriger Dichte und kleinen Zellgrößen zu er- zeugen. Nachhaltige Partikelschäume aus Biopolymeren stoffmodell beschrieben werden, das durch maschinelles Lernen stetig er- weitert wird. Dabei werden die Kom- petenzen der Biopolymerverarbei- tung und -modifizierung des IKT-Lei- ters Prof. Dr.-Ing. Bonten mit denen der Schaumverarbeitung und Digitali- sierung von Prof. Dr.-Ing. Ruckdä- schel, dem Leiter des Lehrstuhls für Polymere Werkstoffe, komplementär zusammengeführt. „Langfristig wollen wir auf dieser Grundlage nachhaltige Partikelschäume entwickeln, die her- kömmliche Materialien wie expan- diertes Polystyrol ersetzen können“, so IKT-Leiter Bonten. Die Morphologie von geschäumtem Polylactid (PLA, links) und PLA mit 20 M.-% 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) PLA - 62 g/L 50 μm 20% PHBV - 159 g/L 50 μm sowie einer zu geringen Eindringtiefe. Trotz dieser Herausforderungen haben sich zwei Messmethoden eta- bliert: die THz- und die Radar-Technik. Das SKZ bedient sich dieser Mess- verfahren, um in Kooperation mit der Industrie und unter Berücksichtigung ihrer spezifischen Herausforderungen die optimale Lösung zu ermitteln. Herausforderungen wie die Identifi- zierung von Fertigungsfehlern in der ► SKZ – Das Kunststoff-Zentrum Marcel Mayr, m.mayr@skz.de Produktion, die Minimierung von To- leranzen zur Materialeinsparung sowie eine lückenlose Dokumentati- ons- und Nachweisführung können durch den Einsatz von THz- und Radar-Technik gelöst werden. Dies er- möglicht einen kontinuierlichen Fort- schritt hin zu vernetzten Arbeitsum- gebungen im Zuge der Digitalisierung. Da beide Messtechniken keinen Strahlenschutz erfordern und zudem flexibel einsetzbar sind, können sie problemlos in vorhandenen Produkti- onsanlagen prozessbegleitend einge- setzt werden. Das SKZ unterstützt hierbei gerne Unternehmen bei der Integration der Messtechnik in ihre Produktionsanlagen.