Kompatibilität von Styrolharzen mit Biokunststoffen

Die Entwicklung hin zu mehr Nachhaltigkeit führt dazu, dass fossile Kunststoffrohstoffe zunehmend durch pflanzenbasierte oder chemisch recycelte erneuerbare Rohstoffe ersetzt werden.

Harze wie ABS und PS basieren jedoch auf Styrol, einem aromatischen Grundstoff. Pflanzliche aromatische Verbindungen existieren zwar, sind aber uneinheitlich und schwer als Styrolmonomer zu isolieren, was den Ersatz konventioneller Rohstoffe durch pflanzliche Alternativen erschwert. Chemisches Recycling liefert zwar hochreines Styrolmonomer, steht jedoch vor der Herausforderung, eine stabile Versorgung mit Recyclingmaterialien sicherzustellen.

TUFTEC™ von Asahi Kasei dient als Kompatibilisator und ermöglicht die Legierung von styrolbasierten Harzen mit Bio-Polyethylen (PE), wodurch der Biomasseanteil erhöht werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Beispielsweise sind HIPS und Bio-PE nicht kompatibel. Ohne Kompatibilisator führt das Legieren zu schwachen Grenzflächen und Delamination, was die Schlagzähigkeit und andere mechanische Eigenschaften deutlich verringert. Durch den Einsatz von TUFTEC™ H1043 als Kompatibilisator kann Bio-PE fein in der HIPS-Matrix dispergiert werden, wodurch die Grenzflächenfestigkeit erhöht und die mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert werden. Das Einmischen von Bio-PE erhöht zudem den Biomasseanteil der Harzverbindung.

Im Allgemeinen führt das Legieren inkompatibler Materialien wie styrolbasierter Harze und Biokunststoffe ohne Kompatibilisator zu einer deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften. Mit TUFTEC™ als Kompatibilisator können etwa 30 Gew.-% Bio-PE in HIPS eingearbeitet werden, ohne die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

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