Polymertechnik

Chemische Synthese von Kunststoffen im Kilogramm-Maßstab möglich

09.03.16 | Redakteur: Wolfgang Ernhofer

Das neue Kilo-Labor des Fraunhofer LBF erlaubt ein Up-Scaling von Laborsynthesen auf den Kilogramm-Maßstab.
Das neue Kilo-Labor des Fraunhofer LBF erlaubt ein Up-Scaling von Laborsynthesen auf den Kilogramm-Maßstab. (Bild: Raapke/Fraunhofer LBF)

Fraunhofer LBF hat ein neues Kilo-Labor eingerichtet, das ein Up-Scaling von Laborsynthesen auf den Kilogramm-Maßstab erlaubt. In Reaktoren und Autoklaven bis zu einem Volumen von 20 Litern können die Wissenschaftler Polymerisationen und organische Synthesen unter verschiedenen Bedingungen durchführen. Die erhaltenen Produkte können sie anschließend praxisnah untersuchen.

Darmstadt – Wenn neue Kunststoffe entwickelt oder existierende optimiert werden sollen, beginnt die Prozesskette häufig mit der Synthese neuer Additive, Monomere und Hilfsstoffe oder der Polymere selbst.

Gelingt der grundsätzliche Machbarkeitsnachweis im Labor, werden diese im nächsten Schritt unter realitätsnahen Bedingungen verarbeitet und geprüft. In der Regel sind im chemischen Labor aber nur wenige Gramm einer Substanz synthetisierbar. Das reicht normalerweise aus, um physikalische, chemische oder thermische Eigenschaften der daraus hergestellten Materialien untersuchen zu können.

Größere Mengen davon sind allerdings notwendig, um verlässliche Aussagen über die Einsatzmöglichkeiten dieser Materialien treffen zu können. Denn insbesondere praxisrelevante Parameter, wie beispielsweise mechanische Eigenschaften, Dauerhaftigkeit, Haptik oder Optik, lassen sich erst beurteilen, wenn die Materialien unter realitätsnahen Bedingungen verarbeitet werden.

Das gilt vor allem für thermoplastische Werkstoffe, bei denen die Prozessparameter beim Verarbeiten einen entscheidenden Einfluss auf die abschließenden Produkteigenschaften haben. Für die Verarbeitung auf praxisrelevanten Maschinen sind mindestens einige hundert Gramm, besser jedoch mehrere Kilogramm, eines Materials nötig.

Um sowohl eigene Entwicklungen des Instituts als auch solche, die von Industriekunden beauftragt wurden, aus einer Hand unter geeigneten Bedingungen untersuchen zu können, hat das Fraunhofer LBF das neue Kilolabor eingerichtet. Darin ist die Synthese unterschiedlichster Substanzen im Kilogrammmaßstab möglich, so dass diese im eigenen Technikum weiterverarbeitet und für entsprechende Prüfungen bereitgestellt werden können.

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