de.wedoany.com-Bericht: Das japanische Unternehmen Sekisui Kasei hat einen hitzebeständigen Partikelschaum namens ST-Eleveat RNW entwickelt. Dieses Material zeichnet sich durch eine hervorragende Dimensionsstabilität bei hohen Temperaturen aus und wird hauptsächlich aus recyceltem Kunststoff hergestellt. Mit diesem Schaumstoff erweitert das Unternehmen sein Sortiment an umweltfreundlichen Materialien und strebt die Erschließung neuer Geschäftsmöglichkeiten an.
Das Material besteht aus recyceltem Polyethylenterephthalat (rPET) und hat eine Dichte von 150 g/L, was bedeutet, dass es im Vergleich zu massiven Bauteilen eine Gewichtsreduzierung von etwa 90 % ermöglicht. Die Formschwindung des Schaumstoffs beträgt nach 168 Stunden Lagerung bei 180 °C weniger als 1 %. Bei einer Wandstärke von 5 mm erreicht das Material die Brennbarkeitsklassen FMVSS 302 und UL94 V-2. Es kann mit herkömmlichen EPS (expandiertes Polystyrol)-Formmaschinen verarbeitet und in verschiedene Formen gegossen werden.
Der Produktionsprozess ähnelt der Herstellung von Standard-EPS-Partikelschaum und umfasst zwei Stufen: die Herstellung des Partikelschaums und das Formpressen. Zunächst wird das Partikelvolumen durch einen Extrusionsschäumprozess um etwa 90 % vergrößert. Anschließend werden rPET und Additive in einem Extruder aufgeschmolzen und physikalische Treibmittel wie Kohlenwasserstoffe gleichmäßig eingemischt. Nach der Abkühlung auf die optimale Schäumtemperatur wird die Hochdruckschmelze durch kleine Öffnungen in einer Düse in eine Umgebung mit Normaldruck extrudiert, wo sie unter der Expansionskraft des Treibmittels aufschäumt. Danach wird das geschäumte Polymer durch einen rotierenden Messerkopf zu Partikeln geschnitten, die durch Wasserkühlung verfestigt und stabilisiert werden.
Die Schaumpartikel werden anschließend in eine Form gefüllt und durch Dampferhitzung weiter expandiert, wobei die Partikel miteinander verschmelzen und ein Schaumformteil bilden. Ein großer Vorteil des Sekisui Kasei Partikelschaums besteht darin, dass er mit herkömmlichen EPS-Formmaschinen bei einem Dampfdruck von etwa 1 bar formgepresst werden kann. PET ist normalerweise ein teilkristalliner Kunststoff mit einem Schmelzpunkt von etwa 245 °C. Unter Niedertemperaturbedingungen mit herkömmlichen EPS-Maschinen ist es schwierig, eine ausreichende Partikelverschmelzung und gute mechanische Eigenschaften zu erreichen.
Aus diesem Grund hat Sekisui Kasei das für ST-Eleveat verwendete PET modifiziert. Das modifizierte PET weist eine geringe Kristallinität und eine langsame Kristallisationsgeschwindigkeit während des Formprozesses auf. Der Partikelschaum hat eine geschlossenzellige Struktur und eine kontrollierbare Oberflächenhautdicke, was selbst unter Niederdruck-Dampfformbedingungen eine gute Partikelverschweißung und hervorragende mechanische Eigenschaften ermöglicht. Durch die Modifizierung wurde die Kristallisationshalbwertszeit mehr als verdoppelt, was die Partikelverschmelzung in der Form verbessert. Die Biegefestigkeit der Formteile ist im Vergleich zur Verwendung von nicht modifiziertem PET um 20 % gestiegen.
Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich ST-Eleveat auch als Kernmaterial für Verbundwerkstoffe. Beispielsweise wird es als Kernmaterial für Windturbinenblätter verwendet. Dieser Verbundwerkstoff aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) und ST-Eleveat zeichnet sich durch Leichtbauweise und hohe Festigkeit aus und trägt zur Herstellung größerer Rotorblätter bei, was die Leistung der Windturbinen verbessert und deren Energieeffizienz steigert.
Im Automobilbereich wird der Partikelschaum ebenfalls als Verbundwerkstoffkern eingesetzt, etwa für die Rückschalen und Außenverkleidungen von Sportsitzen. In diesen Anwendungen erhöht der Schaumstoff nicht nur die Steifigkeit des Verbundwerkstoffs, sondern bietet auch mehr Designfreiheit.
Das Material eignet sich ebenso für andere Branchen. Sekisui Kasei arbeitet derzeit daran, Lösungen für verschiedene Bereiche zu entwickeln, um die Vorteile von ST-Eleveat voll auszuschöpfen. Das Unternehmen möchte sein Produktportfolio um Partikelschäume erweitern, um den Herausforderungen der Zeit zu begegnen und im Bereich der Nachhaltigkeit weitere Vorteile zu bieten. Zu diesem Zweck erforscht das Unternehmen verschiedene Recyclingtechnologien für diesen Schaumstoff und arbeitet an der Etablierung eines geschlossenen Recyclingkreislaufs dafür.
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