Fakuma 2021

•••6••• Branchennews Aus PHAt wird PHAtiCuS Forschung und Entwicklung umweltverträglicher Schmierstoffe geht in die nächste Phase R und 700 Tausend Tonnen Schmierstof fe wurden in Deutschland im vergangenen Jahr ausgeliefert. Überall dort, wo Maschinen aller Art buchstäb- lich reibungslos arbeiten müssen, vor übermäßigem Verschleiß und vor Korrosion geschützt werden müssen, kommen die zum Teil all- täglichen, teilweise hochspeziali- sierten Hilfsmittel zum Einsatz. So unverzichtbar sie in vielen Berei- chen sind, so sind viele Schmier- stoffe aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung auch nicht ganz unbedenklich. Schmierstoffe oder Gleitlacke sind in weiten Tei- len erdölbasiert und damit aus ei- nem zeitgemäßen Blickwinkel der Nachhaltigkeit in ihrer Produktion und ihrer Entsorgung zu hinterfra- gen. Hier gibt es – trotz des mitt- lerweile erreichten technischen Niveaus von Bio-Schmierstoffen – noch erhebliche Herausforde- rungen, insbesondere in Hinsicht auf den CO 2 -Footprint und die Produktkosten. Mit dem Projekt „PHAt – Polyhy- droxyalkanoate als Verdickungs- und Bindemittel in technischen Schmierstoffen“ endete in die- sem Jahr die vom Bundesministe- rium für Bildung und Forschung über dreieinhalb Jahre mit 1,25 Mio. Euro geförderte Koopera- tion zwischen dem Fraunhofer- Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT, der Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG, der UnaveraChemLab GmbH sowie der FUCHS SCHMIER- STOFFE GmbH mit der FUCHS LU- BRITECH GmbH. Mit verteiltem Aufgabengebiet widmeten sich die Projektpartner der Entwick- lung innovativer Verdickungs- und Bindemittel auf Basis biotechnolo- gisch hergestellter Polyhydroxyal- kanoate (PHA). Angestoßen wurde das ehrgei- zige Vorhaben im Rahmen des durch die Industrielle Biotech- nologie Bayern Netzwerk GmbH (IBB Netzwerk GmbH) geleiteten Kooperationsnetzwerks „Bio- Plastik“, in dem sich Teilnehmer zweimal jährlich zum produktiven Austausch treffen und ihr Know- how in gemeinsame Projekte ein- fließen lassen. Die Projektkoordination oblag, unter Leitung von Frau Dr. Inna Bretz, dem Fraunhofer UMSICHT, das auch die Vorstudien zu PHA- basierten Verdickungsmitteln und Bindemitteln im Labormaßstab einbrachte. Die biotechnologische PHA-Herstellung leistete die mit- telständische Fritzmeier Umwelt- technik GmbH & Co. KG, während die daran anschließende chemi- sche PHA-Modifikation zur Kern- kompetenz der UnaveraChemLab GmbH zählte. Die praktische Ex- pertise zur anwendungsnahen Testung der Neuentwicklungen fand sich schließlich auf Seiten von FUCHS. Projektziel erfüllt Nach insgesamt dreieinhalb Jah- ren blicken alle Beteiligten positiv gestimmt auf bereits Erreichtes zurück. Dabei zählt vor allen Din- gen der unmittelbare Abgleich der selbstgesteckten Ziele mit den nachweisbaren Ergebnissen. Die Aufgabenstellung lautete, PHA als Verdickungsmittel in ei- nem vorzugsweise biologischen Schmiermittel (EN16807 oder 2011/381/EU) zu nutzen, auf PHA- Basis Verdickersysteme für kon- sistente Schmierstoffe zu ent- wickeln und PHA als Bindemittel für Gleitlacke auf Polymerbasis zu verwenden. Dabei sollten die Eigenschaften der innovativen Additive denen konventioneller Verdicker mindestens gleichwer- tig sein. Ablauf und Ergebnisse Am Anfang des Projektes stand die präzise Definition der für Schmierstoffe insgesamt rele- vanten technischen Eigenschaf- ten, die demnach auch von neu- en PHA-basierten Produkten zu erfüllen waren. Darauf folgten erste grundlegende Tests der Kompatibilität von PHA mit her- kömmlichen Grundölen, die eine Einschätzung elementarer Her- ausforderungen ermöglichte und schnell deutlich machte, dass eben diese Kompatibilität nicht ausreichend gegeben ist und eine chemische Modifikation der PHA notwendig war. Sowohl im Bereich der Verwen- dung von PHA in Gleitlacken als auch in der Kombination modi- fizierter PHA mit bestimmten Grundölen zeigen sich hinsicht- lich der Kompatibilität und des gewünschten Verdickungseffekts vielversprechende Ergebnisse. So geht es weiter Gleichzeitig wurde zum Ende der Projektlaufzeit deutl ich, dass das übergeordnete Ziel zwar schon in Reichweite ist. Doch noch sind weitere Forschungs- arbeiten nötig, um biobasierte Polymere in Schmierstoffen und Gleitlacken zu markt- und kon- kurrenzfähigen Produkten wei- terzuentwickeln. Entsprechend wendet sich der Blick jetzt in die Zukunft und auf das Anschluss-Projekt. Die Fort- setzung von „PHAt“ trägt den Na- men „PHAtiCuS“ und ist mit einer Laufzeit von drei Jahren bis Ende März 2024 geplant. Umweltverträgliche Verdicker und Bindemittel für Schmierstoffe und Gleitlacke zu entwi- ckeln ist das Ziel der Projektpartner Foto: Industrielle Biotechnologie Bayern Netzwerk GmbH Nachhaltigkeit und Leichtbau mit duromeren Kunststoffen Mit dem im August gestarteten Projekt „Lite2Duro – Leichtbau durch ressourcen- und CO 2 -effizi- entes bilanziertes Spritzgießen von duromeren Formmassen“ wird an der Steigerung der Nach- haltigkeit und Energieeffizienz in der Verarbeitung von duromeren Kunststoffen geforscht. In einem breit aufgestellten Konsortium werden drei wichtige prozess- technische Hemmnisse unter- sucht, Simulationsmethoden wei- terentwickelt und die Lösungen an zwei industrienahen Anwen- dungen demonstriert. Im ersten Schr i t t wi rd eine akt i ve Kav i tät sbalanc ierung entwickelt, die die prozesssi - chere, wirtschaftliche und res- sourcenschonende Herstellung von mehreren, identischen Prä- zisionsbauteilen aus duromeren Formmassen gleichzeitig ermög- licht. Der zweite Schwerpunkt ist die Entwicklung einer Spritz- gießmaschine, die in der Lage ist, das verarbeitbare Kunststoff- Volumen pro Zyklus zu steigern. Damit wird insgesamt eine wirt- schaftlichere und energieeffi - zientere Großser ienfer tigung erreicht. Als dritter Faktor wird eine Recycling-Strategie für den Angussverteiler erarbeitet, die auf einer Granulierung des aus- gehär teten Kunststof fes und einer direkten Rückführung als Verstärkungsstoff in den Spritz- gießprozess basiert. Diese Vorteile der duromeren Kunststoffe werden in Lite2Duro genutzt, um den Leichtbaugrad der beiden Anwendungen zu stei- gern und die CO 2 -Emissionen über den gesamten Produktlebenszyk- lus zu senken. Schnittdarstellung der Lite2Duro-Elektromotor-Getrie- be-Einheit. Der Forschungstransfer aus dem Projekt Lite2Duro in die industrielle Anwendung wird an der Entwicklung einer Elektromotor-Getriebe-Einheit de- monstriert. Foto: Fraunhofer ICT