Polymilchsäure – kurz PLA – ist der Baustein für viele Biokunststoffe. Die Palette der Einsatzmöglichkeiten reicht von Lebensmittelverpackungen über Dübel bis hin zu Kinderspielzeug. Ebenso hoch sind auch die Anforderungen an das biobasierte Material. Vor allem für den Einsatz in der Elektroindustrie oder im Transportwesen weißt PLA noch Schwachstellen auf.

Diese Probleme wird ein neues Konsortium unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT nun ins Visier nehmen. Im Verbundprojekt TechPLAstic wollen Partner aus Forschung und Industrie die Eigenschaften von Polymilchsäure so optimieren, dass der natürliche Rohstoff mit dem fossilen Erdöl auf dem Markt konkurrieren, und so ein neuer Markt für Biokunststoffe erschlossen werden kann.

PLAs für Elektronik und Bauwesen

„Um vermarktungsfähige Biokunststoffe aus PLA für technische Produkte herzustellen, müssen wir die Werkstoffeigenschaften anpassen und verbessern“, erklärt Hendrik Roch von der Abteilung Biobasierte Kunststoffe beim Fraunhofer UMSICHT. Im Rahmen des Projektes sollen nun PLA-Compounds entwickelt werden, die sowohl wärmeformbeständig sind, eine hohe Schlagzähigkeit aufweisen als auch eine effiziente und halogenfreie Flammschutzausrüstung bieten. Die neuen PLA-Verbindungen sollen zunächst im Elektronik- und Bausektor bei der Herstellung von technischen Produkten wie etwa Leuchten, Lichtschaltern oder Tasten in der Gebäudetechnik zum Einsatz kommen. Das Vorhaben wird vom Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) finanziert.

Schwächen von PLA ausloten

Gerade hinsichtlich seiner technischen Anwendung weist der natürliche Rohstoff noch Schwächen auf. Roth verweist darauf, dass PLA mit entsprechend hohem Flammschutz bisher meist mechanische Eigenschaften wie Schlagzähigkeit und Bruchdehnung verschlechterten. Durch die Zugabe von Flammschutzmitteln wurde zudem PLA noch spröder als es ohnehin schon ist. Auch die langsame Kristallisation stellte ein Problem dar. Sie beeinträchtigte die Wärmeformbeständigkeit, sodass der Einsatz in technischen Spritzgussprodukten bisher nicht möglich war. Das soll sich nun ändern.

Flammgeschützte PLAs für das Spritzgussverfahren

Im Projekt soll ein flammgeschütztes PLA-Compound für Spritzgussanwendungen entwickelt werden. Angestrebt werden die Brandschutzklassifizierung UL94-V0 und eine Formbeständigkeit über 100°C. Auch die Methode des Spritzgießens wird vom Projektkonsortium grundsätzlich überprüft. „Dadurch können wir sowohl aus Material- als auch Prozesssicht wirtschaftlich und technisch tragfähige Lösungen erarbeiten“, sagt Roch.

bb