Der PBS-Schaum kann konventionelle Polyethylen-Schäume in Anwendungen wie Verpackungen, Schutz- und Transportlösungen sowie im Bauwesen substituieren. In diesen Bereichen steigt der Bedarf an biobasierten Materialien aufgrund regulatorischer Anforderungen und veränderter Marktbedingungen.
Drop-in-Lösung für industrielle Anwendungen
Der entwickelte PBS-Schaum ist als Drop-in-Lösung ausgelegt. Die Verarbeitung erfolgt auf bestehenden Extrusionsanlagen, wodurch Investitionen in neue Maschinen oder umfangreiche Umbauten entfallen. Unternehmen können Materialien umstellen, ohne ihre Produktionsprozesse grundlegend zu verändern.
Diese Eigenschaft reduziert die Eintrittsbarrieren für den Einsatz biobasierter Kunststoffe in der industriellen Praxis und ermöglicht eine kurzfristige Integration in bestehende Wertschöpfungsketten.
Entwicklung entlang der Wertschöpfungskette
Die Material- und Prozessentwicklung erfolgte arbeitsteilig innerhalb mehrerer Institute des Fraunhofer CCPE. Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT verantwortete die Entwicklung der Rezeptur und des Schäumprozesses sowie die Übertragung in industrienahe Anlagen. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP übernahm die Polymersynthese und die Anpassung der Materialeigenschaften.
Durch die Kombination beider Entwicklungsstränge entstand ein PBS-Schaum, der unter praxisnahen Produktionsbedingungen verarbeitet werden kann.
Materialeigenschaften und Kreislauffähigkeit
Der PBS-Schaum erreicht Dichten im Bereich etablierter LDPE-Schäume und weist stabile Verarbeitungseigenschaften auf. Damit eignet sich das Material für Anwendungen, in denen bislang fossile Schaumstoffe eingesetzt werden.
PBS ist biobasiert und biologisch abbaubar. Aufgrund seiner thermoplastischen Eigenschaften kann das Material zudem recycelt werden. Diese Kombination unterstützt die Umsetzung von Anforderungen an Kreislauffähigkeit und Ressourcenschonung.
Markteinführung und regulatorische Anforderungen
Mit dem erreichten Entwicklungsstand verkürzt sich der Übergang in die industrielle Anwendung. Der PBS-Schaum bietet eine Grundlage für die Anpassung an regulatorische Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit.
Die Integration in bestehende Produktionsumgebungen ermöglicht es Unternehmen, Materialstrategien anzupassen und regulatorische Entwicklungen frühzeitig zu berücksichtigen.
Erweiterung auf Lebensmittelverpackungen
Mit dem Projekt xPBS-food wird die Technologie auf Anwendungen im Bereich Lebensmittelverpackungen ausgeweitet. Ziel ist die Entwicklung einer geschäumten Monomateriallösung auf PBS-Basis, die funktionale und regulatorische Anforderungen erfüllt.
Beteiligt sind neben ICT und IAP auch das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sowie das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV. Der Fokus liegt auf Materialien, die recyclingfähig oder biologisch abbaubar sind und für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet sind.
