ultrahochfeste Stahlsorten
Bei Stählen geht die Entwicklung in Richtung höherfeste und ultrahochfeste Stahlsorten. Bild: Dr. Thomas Isenburg

Befragt man Branchenkenner wie die langjährige Kommunikationsmitarbeiterin von BASF Sabine Philipp nach den Materialtrends in der Produktion, antwortet die promovierte Chemikerin: „Da Ressourcenschonung ein globaler Trend ist, sind und bleiben Kunststoffe in sehr vielen Branchen der Werkstoff der Wahl. Und da die Anforderungen steigen, entwickeln wir auch unsere Kunststoffe kontinuierlich weiter.“

In der Außenkommunikation des Chemiegiganten traten in den vergangenen Monaten hochspezialisierte Polyamide und thermoplastische Polyurethane in den Vordergrund. Aus hochspeziellen Polyamiden fertigt zum Beispiel Daimler Chrysler für seine S-Klasse das Hinterachsgetriebe. Es hat gegenüber seinem Vorgänger aus Aluminium ein um 25 Prozent geringeres Gewicht.

Noch immer ist die Produktion von Composites aufwendig und kostenintensiv. Hier setzt Evonik Industries mit dem Materialkonzept der hybriden Polymersysteme an. Verbundwerkstoffe bestehen aus extrem festen Fasern, die in ein Polymer eingebettet sind. Das Polymer bestimmt wesentlich die Verarbeitung der Composite. Hybride Polymersysteme vereinen die gute Verarbeitbarkeit thermoplastischer Kunststoffe mit den guten mechanischen Eigenschaften duroplastischer Kunststoffe.

Für die unterschiedlichen Eigenschaften gibt es einen Grund: Die Polymerketten der Duroplaste sind vernetzt – die der Thermoplaste nicht. Eine Reversion, das heißt ein Umschalten zwischen vernetzt und nicht vernetzt, galt bei Polymeren bislang als nicht möglich, da sich eine chemische Vernetzung nicht rückgängig machen lässt.

Genau das ist Evonik in Zusammenarbeit mit dem KIT (Karlsruher Institut für Technologie) aber nun mit hybriden Polymersystemen gelungen: Sie können vollständig reversibel vernetzen. Beim Aufheizen löst sich die Vernetzung, und das System kann umgeformt werden. Beim Abkühlen bildet sich das Netzwerk wieder aus, die Form ist stabil.

Leichte Polycarbonat-Verbundstoffe

Neue Entwicklungen im Stahlbereich
Neue Entwicklungen im Stahlbereich zielen auf kleinere Motoren ab. Hierzu verändern auch Kolben ihre Geometrie durch eine höhere Festigkeit der Legierungen. Bild: Dr. Thomas Isenburg

Auch Bayer Material Science aus Leverkusen verbreitert seine Aktivitäten im Bereich der Composites. Hierzu erweitert das Unternehmen seine Tätigkeiten auf der Basis von Polycarbonaten. Das Material gilt als robust, beliebig verformbar, einfach zu verarbeiten und mehrfach zu verwenden. Bislang entwickelt und vertreiben die Leverkusener bereits Composites-Lösungen auf der Basis von Polyurethansystemen.

Zudem sieht das Unternehmen einen erheblichen Bedarf und damit verbunden auch Wachstumschancen für Verbundwerkstoffe auf der Basis von thermoplastischen Kunststoffen wie Polycarbonat. „Hardware aus Polycarbonat-Verbundstoffen fühlen sich an wie Metall, sind aber um einiges leichter“, betont Dr. Olaf Zöllner, Leiter der Anwendungsentwicklung für Polycarbonat bei Bayer in Europa.

Jeden Herbst veröffentlich der Branchenverband AVK einen Marktbericht für faserverstärkte Kunststoffe. Bislang liegen die Werte des Jahres 2013 vor. So wuchs der europäische Markt für faserverstärkte Kunststoffe um zwei Prozent auf 1,04 Millionen Tonnen. Das Auswahlkriterium der Nachhaltigkeit wollen insbesondere die Biokunststoffe vertreten. Ihre Basis sind teilweise nachwachsende Rohstoffe. Dabei haben sie einen Anteil von etwa ein bis zwei Prozent am gesamten Kunststoffmarkt.

Zurzeit verbilligen die Schiefergasförderungen in Nordamerika die fossile Rohstoffbasis, weshalb sich Biokunststoffe auf dem Markt bislang nur schwer etablieren können. In mittlerer Zukunft sind hier nach Angaben des Branchenverbandes European Bioplastics jedoch weitere signifikante Zuwächse zu erwarten.

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