Bioökonomie und Biokunststoffe – Wege zu einer nachhaltigen Kunststoffindustrie?

Startdatum:
17.04.2015
Veranstalter:
POLYKUM e. V.
Ort:
Exipnos GmbH
Anmeldung:

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Die Veranstaltung

Im BioEconomy Cluster arbeiten Partner aus Industrie und Forschung an den Grundlagen der stofflichen und energetischen Nutzung von Non-Food-Biomasse, die heute nicht in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie benötigt wird. In der Praxis bedeutet dies, eine geschickte Nutzungskaskade aufzubauen und starke Branchen der Region wie Forstwirtschaft, holzverarbeitende Industrie, Chemie- und Kunststoffindustrie sowie Bioenergie neu miteinander zu verknüpfen.

Für die industrielle Anwendung vieler Biokunststoffe fehlen oft die notwendigen Informationen zu deren Verarbeitung, Modifizierung, nachgeschalteten Bearbeitung und Veredelung. Das Kompetenznetzwerk zur Verarbeitung biobasierter Kunststoffe wurde von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe mit dem Ziel initiiert, diese Informationslücken zu schließen und den Wissens- und Technologietransfer in die kunststoffverarbeitende Industrie zu fördern. Die Netzwerk-Kompetenzzentren befinden sich am Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) der Hochschule Hannover, am Fraunhofer Institut für angewandte Polymerforschung (IAP) in Potsdam, am Kunststoff-Zentrum (SKZ) in Würzburg sowie an der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz.

Ziele der Veranstaltung sind, Akteure und Aktivitäten der beiden Netzwerke vorzustellen, Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft zusammenzuführen und Verbundprojekte zu initiieren. Neben den Fachvorträgen bietet die Veranstaltung ausreichend Gelegenheit zur Diskussion.

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Veranstaltungsablauf

10:00 Uhr

„Holz trifft Chemie – die biobasierte Wirtschaft beginnt in Mitteldeutschland“, Henning Mertens, Bioeconomy Mitteldeutschland e. V.

10:30 Uhr

„Lignin als Quelle aromatischer Polymerbausteine“, Gerd Unkelbach, Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP)

11:00 Uhr

„PLA für Verpackungsanwendungen“, Udo Mühlbauer, Uhde-Inventa-Fischer GmbH

11:30 Uhr

Imbiss

12:15 Uhr

„Das Netzwerk zur Verarbeitung von Biokunststoffen - Intention, Forschung und Transfer in die Industrie am Beispiel von Wintersportartikeln“, Sebastian Buschbeck, TU Chemnitz, und Björn Jülich, KHW GmbH

12:45 Uhr

„Einfluss der Verarbeitungsparameter beim Spritzgießen und Compoundieren auf die Materialeigenschaften von Biokunststoffen“, Christian Staudigel, SKZ Würzburg

13:15 Uhr

„Biokunststoffe in Mehrkomponenten-Spritzgießprozessen“, Michael Schwind, TU Chemnitz

13:45 Uhr

Betriebsbesichtigung Exipnos GmbH

Die Firma Exipnos GmbH wurde 2009 in Schkopau mit dem Ziel gegründet, die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der Nürnberger Putsch GmbH, eines seit 1922 existierenden Unternehmens der Kunststoffindustrie, zu bündeln. Vor zwei Jahren zog Firmengründer Peter Putsch mit seiner Familie von Nürnberg nach Merseburg (Sachsen-Anhalt), wo das Unternehmen seit Oktober 2014 auch seinen Sitz hat. Exipnos machte sich mit neuen Materialien und Verfahren einen Namen und etablierte sich in der Zwischenzeit als Hersteller hochwertiger Spezialkunststoffe. Die Firma befasst sich sowohl mit konventionellen Kunststoffen als auch mit Biokunststoffen, zum Beispiel mit der Schlagzähmodifizierung von PLA für technische Anwendungen. Zu den Kunden zählen unter anderem deutsche Automobilhersteller und -zulieferer.

Die Vorträge

Herr Mertens stellt in seinem Beitrag das Cluster „BioEconomy“ vor. Leichtbaumaterialien aus Naturfasern, Biokunststoffe, biobasierte Monomere: In der Chemie setzt ein Rohstoffwandel von fossil zu nachwachsend ein. Der Ansatz der Bioökonomie bietet Alternativen für viele Branchen. Herausforderungen entstehen u.a. in der nachhaltigen Bereitstellung und der industriellen Umsetzung. Die Akteure des Spitzenclusters BioEconomy, die in Mitteldeutschland an ressourceneffizienten Wertschöpfungsketten und einer europäischen Modellregion der Bioökonomie arbeiten, werden vorgestellt.

Herr Unkelbach berichtet über die stoffliche Nutzung von Lignin. Lignin ist die in der Natur am häufigsten vorkommende Aromatenquelle und eine potenziell nachhaltige und wirtschaftliche Ressource für die chemische Industrie zur Herstellung von Chemikalien und Materialien. Je nach biogenem Ursprung und den Herstellungsbedingungen variieren die Struktur und die molekularen Eigenschaften der Lignine (z. B. Molekulargewicht, Hydroxylgruppen und das Vorhandensein von Heteroatomen) in weiten Bereichen. Unter Erhalt der polymeren Struktur können Lignine in einer Vielzahl von Produkten verwendet werden. Die meisten Untersuchungen behandeln die Verwendung in Harzen für die Holzwerkstoffindustrie. Die Nutzung von Ligninen für Flüssigholz, Epoxidharze, Polyurethane und als Vorstufe für Kohlenstofffasern sind Optionen, um neue interessante Produkte zu erhalten. Neben der Verwendung als Makromolekül kann Lignin über verschiedene Verfahren auch in aromatische Monomere und Oligomere umgewandelt werden. Durch oxidative Spaltung, Pyrolyse, Hydrierung oder enzymatische Spaltung ist es schwierig, aromatische Monomere in effizienter Weise mit hoher Ausbeute und ohne die Bildung von Nebenprodukten zu erhalten. Als effizientere, da selektivere, Methode wird die oxidative oder reduktive Hydrolyse für die stoffliche Nutzung von Lignin vorgestellt.

Herr Mühlbauer geht in seinem Vortrag auf die Verarbeitung von PLA für Verpackungsanwendungen ein. Uhde Inventa-Fischer (UIF) ist Teil der ThyssenKrupp Industrial Solutions, die Kernkompetenzen von UIF sind Design und Bau modernster Polymerisationsanlagen für die Herstellung von Polyestern, Polyamiden und Polylactid (PLA). UIF offeriert nachhaltige Technologien, die Ingenieur-Expertise, Polymer-Know-how und Anwendungserfahrung in einem breiten Bereich industrieller Anwendungen kombinieren. Auf der Basis bewährter Technologien für Polykondensationsreaktionen und Ringöffnungspolymerisation wurde ein integrierter LA- und PLA-Prozess vom landwirtschaftlichen Rohstoff zu PLA-Granulaten für die Produktion vom Polylactid (PLA) entwickelt. Im Vortrag werden die PLA-Eigenschaften und -Qualitäten sowie potenziellen Anwendungen im Verpackungsbereich diskutiert und die Verarbeitung von PLA im Vergleich zu Commodity-Kunststoffen wie PET oder PE unter Beachtung der spezifischen Anforderungen an das Verarbeitungsequipment beleuchtet.

Der Vortrag von Herrn Buschbeck und Herrn Jülich stellt das Biokunststoffverarbeitungsnetzwerk vor und illustriert dessen Bedeutung am Beispiel der Entwicklung des bisher weltweit wohl einzigen aus biobasierten Kunststoffen bestehenden Rodel-„Minibob“. Bei der Firma KHW GmbH in Geschwenda werden u.a. Wintersportartikel aus Kunststoff gefertigt. Gemeinsam mit der TU Chemnitz wurde der Einsatz biobasierte Kunststoffe in der Sportartikelindustrie untersucht. Der Fokus lag auf der Auswahl geeigneter Materialien sowie der effizienten Verarbeitung mittels vorhandener Spritzgießwerkzeuge und -maschinen. Der „Minibob“ verfügt über ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften sowie eine den petrochemischen Pendants ebenbürtige Optik und Haptik. Das von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderte Vorhaben KNVB beleuchtet die Verarbeitung von Biokunststoffen näher. Schwerpunkte des Verbundes sind die Ermittlung grundlegender Materialkennwerte und Verarbeitungseigenschaften sowie der Technologietransfer zur kunststoffverarbeitenden Industrie. Ergänzend zu Workshops, Informationsveranstaltungen, Beratungsgesprächen und Tagungen werden die gewonnenen Erkenntnisse praxisorientiert in Form von Demonstrationsprojekten in die Industrie überführt.

Herr Staudigel zeigt am Beispiel von PLA und PHA den Einfluss von Maschinenkonfigurationen und Verarbeitungsparametern auf das Molekulargewicht und die mechanischen Kennwerte. Biologisch basierte Polyester wie Polymilchsäure (PLA) und Polyhydroxyalkanoate (PHA) gelten als empfindlich gegenüber Temperatur, Scherung und Hydrolyse und fördern den Molekulargewichtsabbau, der eine Verringerung der mechanischen Kennwerte nach sich zieht. In den gängigen Verarbeitungsverfahren wie Spritzgießen und Compoundieren überlagern sich diese Effekte, sodass nahezu keine Informationen zu den Auswirkungen verschiedener Verarbeitungsparameter auf die mechanischen und rheologischen Eigenschaften vorhanden sind.

Herr Schwind stellt in seinem Vortrag die Ergebnisse aus Untersuchungen an ausgewählten Biokunststoffen wie PLA, PA oder CP in der Mehrkomponententechnik und der Inline-Oberflächenbeschichtung vor. Um diese und andere Biokunststoffe für Konsumgüter und technische Anwendungen zugänglich zu machen, wurden im Rahmen eigener Forschungsaktivitäten sowie Kundenmusterungen die Verarbeitungseigenschaften ermittelt. Für einen Wandel von einer bisher erdölbasierten Wirtschaft zu einer ganzheitlichen Bioökonomie ist noch ein beträchtlicher Aufbau an Know-how erforderlich, für den die TU Chemnitz und die anderen Partner im Verarbeitungsnetzwerk umfangreiche Unterstützung anbieten.

Die Referenten

Herr Henning Mertens betrieb nach einem Kommunikationsstudium ein Kommunikationsbüro und war später in der kommunalen Presse- und Öffentlichkeitsarbeit tätig. Seit 2013 arbeitet er als Kommunikator für das Cluster BioEconomy.

Herr Gerd Unkelbach studierte bis 2004 Chemie an der Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg. Seine Diplomarbeit zur Herstellung von molekular geprägten Polymeren fertigte er am Fraunhofer Institut für chemische Technologie (ICT) an, wo er ab 2005 als wissenschaftlicher Mitarbeiter und seit Mitte 2008 als Leiter der Arbeitsgruppe Reaktions- und Trenntechnik tätig war. 2010 wechselte er an das neue Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP, dessen Leitung er am Anfang 2012 übernahm. Das CBP beschäftigt sich vorwiegend mit der biotechnologischen und chemischen Synthese von Plattformchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen und deren Auf- und Vorbereitung durch mechanische und thermische Trennverfahren.

Herr Udo Mühlbauer begann nach dem Studium von Physik und Verfahrenstechnik in Regensburg, Berlin und Paris, seinen beruflichen Werdegang als Ingenieur der Verfahrensentwicklung 1998 bei Uhde Inventa-Fischer - damals noch Karl Fischer Industrieanlagenbau. Von Anfang an war er an der Entwicklung des PLAneo®-Prozesses von Uhde Inventa-Fischer beteiligt: von den ersten Versuchen im Labor, über den Bau und Betrieb der PLA-Miniplant in Berlin bis hin zur Planung, Errichtung und Betrieb der industriellen PLA-Pilotanlage in Guben, deren Betriebsleiter er heute ist. Herr Mühlbauer ist Erfinder zahlreicher Patente von Uhde Inventa-Fischer im Zusammenhang mit dem PLAneo®-Verfahren.

Herr Christian Staudigel studierte Maschinenbau Fachrichtung Kunststofftechnik an der DHBW Stuttgart Campus Horb und war anschließend im Partnerunternehmen Samvardhana Motherson Peguform GmbH als Verfahrensingenieur tätig. Seit dem Abschluss seines Masterstudiums an der Universität Erlangen-Nürnberg in Advanced Materials and Processes Fachrichtung Nanotechnologie und Chemische Reaktionstechnik ist Herr Staudigel nun als wissenschaftlicher Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung des SKZ im Bereich Spritzguss tätig.

Herr Björn Jülich studierte Maschinenbau in der Fachrichtung „Angewandte Kunststofftechnik“ an der Fachhochschule Schmalkalden. 2012 beendete er sein Studium mit dem Abschluss Bachelor of Engineering. Anschließend war Herr Jülich bis 2013 bei der Euro Engineering AG/Atlanta-Elektrosysteme GmbH als Konstrukteur tätig. Seit 2014 ist Herr Jülich als FE-Ingenieur sowie im Projektmanagement bei der KHW GmbH in Geschwenda beschäftigt.

Herr Sebastian Buschbeck studierte Wirtschaftsingenieurswesen Fachrichtung Maschinenbau mit Schwerpunkt Industriebetriebslehre an der Technischen Universität Chemnitz. Seit 2010 ist Herr Buschbeck als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Strukturleitbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz tätig.

Herr Dipl.-Ing. Michael Schwind ist seit dem erfolgreichen Abschluss des Maschinenbaustudiums an der TU Chemnitz im Jahr 2013 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsbereich Biopolymere und Naturfaserverbunde der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung an der TU Chemnitz tätig. Seine Arbeitsschwerpunkte sind das Spritzgießen von Biokunststoffen, Bindenahteigenschaften, Entformungsverhalten und Anwendungsprojekte.

Anmeldeinformationen

zum Anmeldeformular

  • Teilnehmergebühr 190,- € (inkl. 19% Ust) pro Person
  • Sonderpreis 95,- € (inkl. 19% Ust) pro Person bei verbindlicher Anmeldung (s. unten) vor dem 19.03.2015
  • Sonderpreis 95,- € (inkl. 19% Ust) pro Person für POLYKUM-Mitglieder

Die Teilnehmergebühr beinhaltet die bei der Tagung angebotenen Speisen und Getränke.

Zur Anmeldung füllen Sie bitte das Anmeldeformular vollständig aus und senden es per Fax, Brief oder E-Mail an die angegebene Adresse zurück. Im Anschluss erhalten Sie von uns eine Teilnahmebestätigung und die Rechnung, die Sie bitte unter Beachtung der Fälligkeit begleichen.

Eine verbindliche Anmeldung ist durch Zusendung des vollständig ausgefüllten und unterschriebenen Anmeldeformulars per Fax oder Brief gegeben. Wird das ausgefüllte Anmeldeformular per E-Mail verschickt, gilt die Anmeldung erst nach Zahlung der Teilnehmergebühr als verbindlich.

Die Stornierung einer verbindlichen Anmeldung ist bis zum 13.03.2015 kostenfrei. Bei Stornierung bis zum 27.03.2015 ist die halbe, danach die volle Teilnehmergebühr zu entrichten.

Anmeldeschluss ist der 10.04.2015.