Fraunhofer IAP na targach Fakuma 2026 Rozwój materiałów w zakresie tworzyw sztucznych nadających się do recyklingu

Podczas targów Fakuma 2026 instytut Fraunhofer IAP zaprezentuje rozwiązania materiałowe dla przemysłu tworzyw sztucznych opartego na obiegu zamkniętym. Zakres tych rozwiązań obejmuje między innymi chemicznie modyfikowany PLA, nowe cykle obiegu materiałowego w przypadku PET, monomateriały samowzmacniające się, a także włókna węglowe pochodzenia biologicznego.

Instytut Fraunhofera ds. Stosowanych Badań nad Polimerami (IAP) zaprezentuje na targach Fakuma 2026 najnowsze osiągnięcia w dziedzinie tworzyw sztucznych nadających się do recyklingu oraz recyklingu chemicznego. Instytut po raz pierwszy pojawi się na wspólnym stoisku stowarzyszenia Tecpart jako jego nowy członek.

Przetwórcy tworzyw sztucznych stoją przed wyzwaniem pozyskania alternatywnych źródeł surowców oraz wdrożenia koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym bez utraty właściwości mechanicznych czy opłacalności. Aby poradzić sobie z wahaniami jakości recyklatów i różnicami w właściwościach płynięcia, naukowcy z Fraunhofer IAP celowo dostosowują strukturę materiału, skład mieszanki oraz parametry procesu do konkretnej linii produkcyjnej. 

Elastyczne folie z PLA

Modyfikacja chemiczna łańcucha polimerowego sprawia, że kruchy polilaktyd (PLA) nadaje się do produkcji elastycznych i nadających się do recyklingu folii. W przeciwieństwie do klasycznych procesów kompoundowania ta ukierunkowana ingerencja w makrocząsteczki zasadniczo zmienia właściwości termiczne i reologiczne materiału. Zmodyfikowany biopolimer można przetwarzać na istniejących liniach do wytłaczania w sposób analogiczny do polietylenu o niskiej gęstości (LDPE). Dzięki temu producenci folii nie muszą ponosić kosztownych nakładów na nowe maszyny ani dostosowywać oprzyrządowania.

Ponadto instytut prezentuje samowzmacniający się monomateriał sc-PLA, w którym matryca i włókna wzmacniające są zbudowane z tego samego polimeru, co pozwala uniknąć pracochłonnego rozdzielania materiałów podczas recyklingu mechanicznego. 

Z folii PUR powstaje pianka

Zaprogramowane zmiany kształtu poszerzają zakres zastosowań polimerów funkcjonalnych dzięki ukierunkowanym impulsom temperaturowym. Eksponat demonstracyjny FOIM ilustruje ten mechanizm reakcji: po aktywacji termicznej w temperaturze 60 °C folia poliuretanowa o grubości 2,5 mm rozszerza się, tworząc piankę o wysokości 40 mm, co odpowiada zwiększeniu objętości 16-krotnemu. Kolejnym eksponatem jest wykonany w technologii druku 4D, kurczący się mechanizm otwierający drzwi, który łączy termiczne zmiany kształtu z technikami produkcji addytywnej.

Nowe obiegi dla PET

Oprócz metod separacji mechanicznej coraz większego znaczenia nabiera chemiczne przetwarzanie odpadów PET i zużytych tekstyliów jako źródła surowców. W wyniku depolimeryzacji politereftalanu etylenu naukowcy odzyskują czysty kwas tereftalowy, z którego następnie syntetyzują polimery o określonych właściwościach mechanicznych. Twórcy kontrolują żółtawe lub szare odcienie występujące w materiałach pochodzących z recyklingu poprzez celowe dodawanie dodatków, aż do uzyskania całkowitej bezbarwności. Z odpadów tekstylnych zawierających PET instytut wytwarza ponadto bioplastik – polihydroksybutyrat (PHB) – przeznaczony do nowych obiegów materiałowych. 

W ramach przemysłowej zmiany materiału twórcy przetestowali nowe rodzaje polibutylenu sukcynianowego (PBS) w skali pilotażowej. Opracowane odmiany PBS nadają się do powszechnie stosowanych procesów przetwórczych, takich jak formowanie wtryskowe, formowanie z rozdmuchem, termoformowanie, wytłaczanie i przędzenie włókien.

Równolegle z celulozy i ligniny wytwarza się biopochodne włókna węglowe przeznaczone do zastosowań w konstrukcjach lekkich, akumulatorach i ogniwach paliwowych. Dzięki odpowiedniemu sterowaniu procesem termicznym oraz strukturze włókien można precyzyjnie dostosować wytrzymałość mechaniczną, porowatość i przewodność elektryczną do konkretnych wymagań. 

Dzięki członkostwu w TecPart instytut wnosi swoją wiedzę specjalistyczną do współpracy z producentami technicznych wyrobów z tworzyw sztucznych i pokazuje, w jaki sposób można połączyć rozwój materiałów z przetwórstwem przemysłowym.