Forschungsprojekt Multicyccon
Wie sicher ist recyceltes PE-HD für Gefahrgutverpackungen?
Fraunhofer LBF und BAM untersuchen im Forschungsprojekt Multicyccon, wie sich mehrfaches Recycling auf PE-HD für Gefahrgutbehälter auswirkt. Ziel ist unter anderem eine schnellere Eingangskontrolle für Rezyklate.
Recyceltes PE-HD im Praxistest: Materialproben und Rezyklatflakes werden auf ihre Eignung für sichere Gefahrgutbehälter untersucht.
Fraunhofer LBF / Copilot
Mit den ab 2030 vorgesehenen Mindestrezyklatanteilen steigt auch bei Gefahrgutverpackungen der Druck, mehr Recyclingkunststoff einzusetzen. Eine offene Frage ist dabei, wie sich wiederholte Recyclingzyklen auf sicherheitsrelevante Materialeigenschaften auswirken. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wollen dies nun im Forschungsprojekt Multicyccon untersuchen. Im Mittelpunkt steht die Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylen hoher Dichte (PE-HD).
Die Eigenschaft ist für Transport- und Gefahrgutbehälter besonders relevant, da Spannungsrisse die langfristige Sicherheit der Verpackungen beeinträchtigen können. Nach Angaben der Projektpartner berücksichtigen bestehende Nachweisverfahren die Spannungsrissbeständigkeit bei Rezyklaten bislang nicht ausdrücklich. Zudem seien für Materialchargen von bis zu 25 t aufwendige Bauartprüfungen erforderlich.
Bis zu zehn Recyclingdurchläufe im Labor
Um die Auswirkungen von Alterung und Mehrfachverarbeitung zu bestimmen, untersuchen die Forschenden drei PE-HD-Materialien über bis zu zehn Extrusionsschritte. Weitere Proben werden thermo-oxidativ oder durch UV-Strahlung gealtert und anschließend erneut verarbeitet. Damit sollen typische Belastungen aus Nutzung und Recycling im Labor nachgebildet werden.
Das Fraunhofer LBF analysiert dabei unter anderem die mechanischen Eigenschaften, die Molekulargewichtsverteilung, das Schmelzeverhalten und chemische Veränderungen. Die BAM untersucht Kristallinität, Oxidationsstabilität und Spannungsrissbeständigkeit. Full-Notch-Creep-Tests und Bruchflächenanalysen sollen zeigen, wie Risse im Material entstehen und sich ausbreiten. Zusätzlich werden Rezyklate aus der Praxis in die Untersuchungen einbezogen.
Schnelltest soll ungeeignete Rezyklat-Chargen erkennen
Ein weiteres Ziel des Projekts ist eine schnelle Methode für die Eingangskontrolle von PE-HD-Rezyklaten. Hersteller von Rezyklaten, Kunststoffverarbeiter und Produzenten von Transport- und Gefahrgutbehältern sollen damit ungeeignete Chargen früher erkennen können. Dies könnte sowohl Fehlproduktionen als auch aufwendige Nachweise reduzieren.
Gleichzeitig wollen die Projektpartner ermitteln, ob und ab welchem Punkt Materialabbau und wiederholte Verarbeitung eine sichere Wiederverwendung des PE-HD begrenzen. Die Ergebnisse sollen laut Fraunhofer LBF auch auf andere Anwendungen des Kunststoffs übertragbar sein. Das Vorhaben wird im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) gefördert.
