Untersuchung des Compoundierprozesses von Carbonfaserrezyklaten

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SKZ - Das Kunststoff-Zentrum

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Die Modifizierung von Polymeren mit Carbonfasern und speziell Carbonfaserrezyklaten ist eine stark wachsende Anwendung in der Kunststoffindustrie. Grund hierfür ist die stetig wachsende Nachfrage nach faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen, die gegenüber unverstärkten Kunststoffen signifikant verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften aufweisen. Zudem wurde durch neue Gesetze (z. B. EU-Abfallrahmenrichtlinie und Altautoverordnung) festgelegt, dass Carbonfaserreste recycelt werden müssen. Alternative Entsorgungswege für Faserverbunde werden daher zukünftig unverzichtbar. Einer dieser Entsorgungswege kann die Herstellung von Compounds aus einer thermoplastischen Matrix und Carbonfaserrezyklaten sein. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die Untersuchung und Analyse der Einarbeitungsvorgänge von Carbonfaserrezyklaten in thermoplastische Kunststoffe auf verschiedenen Compoundierextrudern. Im Fokus steht zuerst das Dosier- und Einzugsverhalten. Anschließend wird die Veränderung der Faserlängenverteilung innerhalb des Prozesses betrachtet. Als Ergebnis werden Richtlinien für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) zur Herstellung von Carbonfaserrezyklaten formuliert. Insbesondere für Compoundeure und Maschinenhersteller, die ein breites Produktspektrum und somit Produkte mit hohen Qualitätsansprüchen herstellen, ist dadurch eine Gewinn- und Umsatzsteigerung möglich. Die Ergebnisse zum Dosier- und Einzugsverhalten schaffen weiterhin Voraussetzungen, um Carbonfasercompounds aus Recyclingfasern herzustellen. Ein Vorhersagemodell für eine resultierende Faserlängenverteilung bei der Verarbeitung von Carbonfaserrezyklaten auf verschiedenen Compoundierextrudern soll zukünftige Investitionsentscheidungen insbesondere bei KMU unterstützen.