Thermoplastische Fasern – Eine flexible Lösung für das FVK-Recycling

Entwicklung recyclebarer faserverstärkter Kunststoffcompounds für technische Bauteile durch den Einsatz von thermoplastischen Fasern.

Einsatz von faserverstärkten Thermoplasten für Batteriegehäuse | Bild: Volkswagen

In vielen mechanisch belasteten Bauteilen, wie bei Bohrmaschinengehäusen, werden faserverstärkte Kunststoffe eingesetzt. Diese bieten eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht sowie eine ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Nachteilig von faserverstärkten Kunststoffen ist jedoch insbesondere die Recyclingfähigkeit. Bei der Verwendung von Kohlenstofffasern kann die Faser über kostenintensive Verfahren entweder solvolytisch oder pyrolytisch wiedergewonnen werden. Rezyklierte Produkte aus glasfaserverstärkten Kunststoffen hingegen werden als kostengünstiger Ersatzfüllstoff beispielsweise im Sheet Moulding Compound-Bereich oder im Straßenbau weitergenutzt. Eine neuartige Möglichkeit für das Recycling bieten thermoplastische Fasern, welche die mechanischen Anforderungen im Bereich technischer Bauteile erfüllen können und vielversprechende, nachhaltige sowie wirtschaftliche Wiederverwertungsstrategien erlauben.

Ein wichtiger Faktor der Recyclingfähigkeit von thermoplastischen Fasern ist eine schonende Einarbeitung der Faserstoffe in die Matrix und eine minimale Faserschädigung beim werkstofflichen Recycling. Thermoplastische Fasern reagieren elastisch auf die mechanische Belastung bei der Verarbeitung, wenn die Verarbeitungstemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb der Schmelzetemperatur verarbeitet wird.

Ziel Deiner Arbeit ist es daher, Kunststoffe auf Basis von Thermoplastfasern für den Einsatz in technischen Bauteilen zu befähigen. Daher soll der Herstellungsprozess durch systematische Versuche im Innenmischer sowie im Doppelschneckenextruder analysiert werden. Hierzu wird die Materialzusammensetzung im Rahmen Deiner Arbeit gezielt auf die Leistungsfähigkeit des Materialverbundes in einem faserschonenden Prozess optimiert. Zusätzlich werden der Einfluss der Weiterverarbeitung und die Recyclingfähigkeit der Compounds analysiert.

Für Deine Versuche steht Dir ein erfahrenes Team sowie einzigartige Anlagentechnik zur Verfügung. Die genauen Inhalte der Arbeit stimmen wir, ebenso wie den Zeitplan, individuell auf Deine Interessen ab.

Dein Profil:

  • Selbständige, zuverlässige und gewissenhafte Arbeitsweise
  • Strukturierte Vorgehensweise
  • Freude an anwendungsnaher Forschung

Wenn Du Interesse an einer Arbeit im Themenfeld neuartiger, recyclebarer faserverstärkten Kunststoffcompounds hast, melde Dich bei mir.

Ansprechpartner
Philipp Schäfer, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28371
E-Mail: philipp.schaefer@ikv.rwth-aachen.de