Recyceltes PE-HD für sichere Gefahrgutbehälter
Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM haben das Forschungsprojekt »MultiCycCon« gestartet. Sie untersuchen, wie wiederholtes Recycling die Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) für sicherheitsrelevante Transport- und Gefahrgutbehälter verändert. Dazu werden sie reale Nutzungs- und Recyclingzyklen im Labor nachbilden und eine schnelle Methode für die Eingangskontrolle entwickeln. Hersteller, Verarbeiter und Recycler sollen die Materialqualität künftig gezielt bewerten und Rezyklate sicherer und wirtschaftlicher einsetzen können.
Ab 2030 gelten auch für Gefahrgutverpackungen verbindliche Mindestrezyklatanteile. Noch ist jedoch unklar, wie mehrfaches Recycling die für die Behältersicherheit entscheidende Spannungsrissbeständigkeit von PE-HD beeinflusst. Bestehende Nachweiswege berücksichtigen diese Eigenschaft bei Rezyklaten nicht ausdrücklich und erfordern aufwendige Bauartprüfungen für Chargen bis 25 Tonnen.
Forschende nehmen Alterung und Mehrfachverarbeitung in den Blick
Das Fraunhofer LBF bringt seine Expertise in der zuverlässigen Bewertung von Werkstoffen und Bauteilen ein. Im Projekt »MultiCycCon« durchlaufen drei PE-HD-Materialien bis zu zehn Extrusionsschritte; weitere Proben werden thermo-oxidativ oder durch UV-Strahlung gealtert und erneut verarbeitet. So bilden die Forschenden reale Nutzungs- und Recyclingbelastungen im Labor nach und schaffen eine belastbare Grundlage für sichere Werkstoffentscheidungen.
Nach definierten Prozessschritten analysiert das Fraunhofer LBF mechanische Eigenschaften, Molekulargewichtsverteilung, Schmelzeverhalten und chemische Veränderungen; die BAM untersucht Kristallinität, Oxidationsstabilität und Spannungsrissbeständigkeit. Full Notch Creep Tests und Bruchflächenanalysen zeigen, wie Risse entstehen und wachsen. Mehrere Praxisrezyklate ergänzen die Versuche. Der Vergleich mit künstlich gealterten Proben soll klären, ob und ab wann Materialabbau und Mehrfachverarbeitung die sichere Wiederverwendung begrenzen.
Schnellere Eingangskontrolle erhöht Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
Die Projektergebnisse helfen Rezyklatherstellern, Kunststoffverarbeitern sowie Produzenten von Transport- und Gefahrgutbehältern, ungeeignete Chargen früh zu erkennen, Fehlproduktionen und aufwendige Nachweise zu vermeiden und Rezyklate sicherer sowie wirtschaftlicher einzusetzen. Zugleich fördern sie geschlossene Materialkreisläufe, schonen Ressourcen und sichern das hohe Schutzniveau von Gefahrgutbehältern. Die Erkenntnisse sollen auch auf weitere mechanisch hochbeanspruchte PE-HD-Anwendungen übertragbar sein.
Das gerade gestartete Vorhaben wird im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) gefördert, Förderkennzeichen 01IF25124N. Die IGF eröffnet insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu praxisnahen, vorwettbewerblichen Forschungsergebnissen.
Stichworte: PE-HD-Rezyklate, Spannungsrissbeständigkeit, Gefahrgutverpackungen
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Harald Oehler, harald.oehler@lbf.fraunhofer.de
Weitere Informationen:
https://www.lbf.fraunhofer.de/de/projekte/multicyccon-pe-hd-recycling-gefahrgutbehaelter.html?utm_campaign=pi-multicyccon mehr Infos zum Projekt
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