Kompatibilität von Styrolharzen mit Biokunststoffen

Die Entwicklung hin zu einer nachhaltigen Zukunft fördert den Wandel von erdölbasierten Kunststoffrohstoffen hin zu pflanzlichen oder chemisch recycelten erneuerbaren Rohstoffen.

Harze wie ABS und PS basieren jedoch auf Styrol, einer aromatischen Verbindung, als Hauptrohstoff. Pflanzliche aromatische Verbindungen existieren zwar, sind jedoch uneinheitlich und schwer als Styrolmonomere zu isolieren, was den Ersatz konventioneller Rohstoffe durch pflanzliche Alternativen erschwert. Chemisches Recycling liefert zwar hochreine Styrolmonomere, steht jedoch vor Herausforderungen bei der Sicherstellung einer stabilen Versorgung mit Recyclingmaterialien.

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

Beispielsweise sind HIPS und Bio-PE nicht kompatibel. Ohne Verträglichkeitsvermittler führt die Legierung zu schwachen Grenzflächen und Delamination, was die Schlagzähigkeit und andere mechanische Eigenschaften deutlich verringert. Durch den Einsatz von TUFTEC™ H1043 als Verträglichkeitsvermittler 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 die Legierung inkompatibler Materialien wie styrolbasierter Harze und Biokunststoffe ohne Verträglichkeitsvermittler zu einer deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften. Mit TUFTEC™ als Verträglichkeitsvermittler können etwa 30 Gew.-% Bio-PE in HIPS eingearbeitet werden, ohne die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

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