W ramach projektu RUBIO (Regionalny Sojusz Przedsiębiorców na rzecz Rozwoju Łańcuchów Wartości dla Technicznych Biotworzyw w Centralnych Niemczech) opracowano, wyprodukowano i przetworzono w skali pilotażowej około 20 nowych rodzajów polibutylenu bursztynianu (PBS). Formowanie wtryskowe, głębokie tłoczenie, wytłaczanie, przędzenie – nowe rodzaje PBS, które można wytwarzać z pozostałości roślinnych, nadają się do różnych metod przetwarzania, a tym samym do szerokiego zakresu zastosowań, w tym w produkcji opakowań, dóbr konsumpcyjnych i tekstyliów.
Z laboratorium do produkcji
Naukowcy z Fraunhofer IAP przeskalowali syntezę PBS z laboratorium do skali 100 kg. Wyprodukowano już łącznie około trzech ton PBS. Zmieniając parametry syntezy, uzyskano różne rodzaje PBS. Opracowano trzy warianty o różnych właściwościach przepływu do formowania wtryskowego. Inne rodzaje PBS nadają się do formowania rozdmuchowego, termoformowania, wytłaczania folii rozdmuchowych lub płaskich, a także do procesów rozdmuchiwania ze stopu lub włóknin typu spunbonded. Struktura polimeru ma decydujące znaczenie dla przetwarzalności. W zależności od metody przetwarzania łańcuchy molekularne muszą mieć różną strukturę. Naukowcy byli w stanie wytworzyć zarówno w pełni liniowe, jak i specyficznie rozgałęzione struktury polimerowe – każdą dostosowaną do zamierzonej metody przetwarzania. Jednocześnie poprawiono stabilność materiałów w stanie stopionym: nowe rodzaje PBS wytrzymują temperatury powyżej 200 stopni Celsjusza – ważny krok w zastosowaniach przemysłowych.
Sprawdzone w praktyce
We współpracy z partnerami branżowymi, takimi jak Sauer GmbH & Co. KG i Gramß GmbH Kunststoffverarbeitung, opracowano pierwsze produkty gotowe do sprzedaży: bidon sportowy i pasującą do niego nakrętkę – wytwarzane metodą formowania rozdmuchowego i wtryskowego. Nowe rodzaje PBS zostały przetestowane przez przemysłowych przetwórców tworzyw sztucznych na standardowych maszynach. Wyniki pokazują, że rodzaje PBS można przetwarzać w rzeczywistych warunkach – stabilnie, wydajnie i z przekonującymi właściwościami mechanicznymi.
Perspektywy
Dr Jens Balko, kierownik Zakładu Pilotażowego Przetwórstwa Biopolimerów w Schwarzheide, jest przekonany: „Jako materiał biopochodny i nadający się do recyklingu, PBS będzie w najbliższej przyszłości prawdziwym przełomem na rynku bioplastików i odegra decydującą rolę w gospodarce o obiegu zamkniętym w sektorze tworzyw sztucznych. Dzięki przyjemnej fakturze i miękkiej lub średniej twardości, PBS stanowi realną alternatywę dla produktów, które nadal wykorzystują polietylen”.
Plastik PBS można wytwarzać z regionalnych pozostałości roślinnych. Procesy ekstrakcji kwasu bursztynowego, kluczowej cząsteczki w syntezie PBS, nadal wymagają dalszego rozwoju i współpracy z partnerami.
Spotkajmy się na K 2025
W dniach od 8 do 15 października 2025 r. Fraunhofer IAP będzie prezentować eksponaty PBS, reprezentujące różne metody przetwarzania przemysłowego, na wspólnym stoisku Fraunhofer w hali 7 / stoisku wystawowym SC05.
