Fraunhofer IAP auf der Fakuma 2026 Materialentwicklungen für kreislauffähige Kunststoffe

Auf der Fakuma 2026 präsentiert das Fraunhofer IAP werkstofftechnische Lösungen für eine zirkuläre Kunststoffindustrie. Das Spektrum reicht von chemisch modifiziertem PLA, neuen Materialkreisläufe bei PET, sich selbst verstärkende Monomaterialien bis hin zu biobasierten Carbonfasern.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP stellt auf der Fakuma 2026 Entwicklungen für recyclingfähige Kunststoffe und chemisches Recycling vor. Erstmals tritt das Institut als neues Mitglied des Verbands Technische Kunststoff-Produkte (Tecpart) auf dem Tecpart-Gemeinschaftsstand auf.

Kunststoffverarbeiter stehen vor der Anforderung, alternative Rohstoffquellen zu erschließen und Kreislaufkonzepte ohne Einbußen bei Mechanik oder Wirtschaftlichkeit umzusetzen. Zur Bewältigung schwankender Rezyklatqualitäten und abweichender Fließeigenschaften stimmen die Forschenden des Fraunhofer IAP die Werkstoffstruktur, die Formulierung und die Prozessparameter gezielt auf die jeweilige Verarbeitungsanlage ab. 

Flexible Folien aus PLA

Eine chemische Modifikation der Polymerkette macht sprödes Polylactid (PLA) für die Herstellung flexibler und recyclingfähiger Folien nutzbar. Im Gegensatz zu klassischen Compounding-Verfahren verändert dieser gezielte Eingriff in die Makromoleküle das thermische und rheologische Verhalten des Werkstoffs grundlegend. Das modifizierte Biopolymer lässt sich auf etablierten Extrusionsanlagen analog zu Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) verarbeiten. Dadurch entfallen kostenintensive Investitionen in neue Maschinentechnik oder Werkzeuganpassungen für Folienhersteller.

Ergänzend präsentiert das Institut das selbstverstärkte Monomaterial sc-PLA, bei dem Matrix und Verstärkungsfasern aus demselben Polymer aufgebaut sind und somit aufwendige Werkstofftrennungen im mechanischen Recycling entfallen. 

Aus PUR-Folie wird Schaumstoff

Programmierte Formänderungen erweitern das Einsatzspektrum funktionaler Polymere durch gezielte Temperaturimpulse. Das Demonstrator-Exponat FOIM verdeutlicht diesen Reaktivmechanismus: Bei einer thermischen Aktivierung von 60 °C expandiert eine 2,5 mm dicke Polyurethanfolie zu einem 40 mm hohen Schaumstoff, was einer Volumenvergrößerung um den Faktor 16 entspricht. Ein weiteres Exponat bildet ein im 4D-Druck gefertigter, aufschrumpfbarer Türöffner, der thermische Formänderungen mit additiven Fertigungsverfahren kombiniert.

Neue Kreisläufe für PET

Neben mechanischen Trennkonzepten gewinnt die chemische Verwertung von PET-Abfällen und Alttextilien als Rohstoffquelle an Bedeutung. Durch die Depolymerisation von Polyethylenterephthalat gewinnen Forschende reine Terephthalsäure zurück, um daraus erneut Polymere mit definierten mechanischen Kennwerten zu synthetisieren. Die bei Rezyklaten auftretenden gelblichen bis grauen Farbtöne steuern die Entwickler mittels gezielter Additivierung bis hin zur vollständigen Farblosigkeit. Aus PET-haltigen Textilabfällen erzeugt das Institut zudem den biobasierten Kunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) für neue Materialkreisläufe. 

Für den industriellen Materialwechsel erprobten die Entwickler neue Typen von Polybutylensuccinat (PBS) im Pilotmaßstab. Die entwickelten PBS-Varianten decken gängige Verarbeitungsprozesse wie Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen, Extrusion und Faserspinnen ab.

Parallel dazu entstehen aus Cellulose und Lignin biobasierte Carbonfasern für Leichtbauanwendungen, Batterien und Brennstoffzellen. Über die thermische Prozessführung und Faserstruktur lassen sich mechanische Festigkeiten, Porositäten und die elektrische Leitfähigkeit gezielt anforderungsgerecht einstellen. 

Mit seiner Mitgliedschaft bei TecPart bringt das Institut seine Expertise in den Austausch mit den Herstellern technischer Kunststoffprodukte und zeigt, wie sich Werkstoffentwicklung und industrielle Verarbeitung miteinander verbinden lassen.