Forschungsprojekte Forschungsgruppe Strukturpolymere

Laufende Projekte

Mikroskopieaufnahmen von Verpackungsquerschnitten zur Sichtbarmachung einzelner Materialschichten

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Abbildung 1 Mikroskopieaufnahmen von Verpackungsquerschnitten zur Sichtbarmachung einzelner Materialschichten

Das mechanische Recycling von Kunststoffabfällen gewinnt innerhalb der letzten Jahre zunehmend an Wichtigkeit. Einerseits, da Polymerabfälle mittlerweile zunehmend als Wertstoffe angesehen werden und andererseits aufgrund strikterer Gesetzesvorgaben betreffend Recyclingquoten. In diesem Sinne konnten auch bereits erfolgreich closed-loop Systeme wie „PET to PET“ für Getränkeflaschen etabliert werden. Aufgrund der bedingten Kompatibilität verschiedener Kunststoffe wird dies jedoch komplexer, wenn sich in einem Verpackungssystem mehr als nur eine Polymertype befindet

Im Zuge des Forschungsprojektes werden in einem ersten Schritt die Material Zusammensetzungen verschiedener Mehrschicht-Fraktionen untersucht und statistisch ausgewertet.

Dies soll in weiterer Folge die Modellbildung von Polymerblends für entsprechende Recyclingsimulationen ermöglichen und eine Bewertung des Sekundärmaterials erlauben.

Des Weiteren wird auch die Rezyklierfähigkeit möglicher Alternativsysteme unter dem Stichwort „Design for Recycling“ untersucht

 konkurrierende Degradationsmechanismen bei Polyethylen

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Abbildung 1: Konkurrierende Degradationsmechanismen bei Polyethylen

Das seit Herbst 2018 laufende Projekt hat das Ziel, die Polyolefin-Rezyklatqualität von sowohl sauberen Industrieabfällen (PIW), als auch gemischten Fraktionen aus Siedlungsabfällen (PCW) zu verbessern.

Hierfür werden die Degradationsmechanismen von Polyolefinen (Polyethylen und Polypropylen) eingehend untersucht und die Eigenschaften der unterschiedlichen Kunststoffe durch geeignete Modifizierung derart verbessert, um sie einer erweiterten Rohstoffnutzung zuzuführen und damit die Ressourceneffizienz zu erhöhen. Zur Nutzung von Synergieeffekten wurde ein Netzwerk aus dem Projektkonsortium gebildet, das aus namhaften Spezialisten in den Verarbeitungsverfahren Compoundieren, Folienherstellung, Rohrextrusion, Spritzgießen sowie Pionieren im Kunststoffrecycling unter der Leitung der TU Wien besteht.

Aus dem Projekt entstehen zudem zwei Dissertationen, jeweils für die Kunststoffsorten Polyethylen und Polypropylen. Da die Polymerketten von Polypropylen bei thermischer und Scherbelastung sehr stark abbauen, was zu einer drastischen Senkung der Viskosität führt, liegt in dieser Arbeit der Fokus auf der Ausbildung von Langkettenverzweigung mittels Reaktivextrusion. Hier wurde bereits ein wissenschaftliches Open-Access-Paper veröffentlicht, zwei weitere befinden sich im Veröffentlichungsprozess. Polyethylen weist im Gegensatz dazu zwei konkurrierende Degradationsmechanismen auf: Kettenbruch und Vernetzung. Das Hauptaugenmerk der bisher durchgeführten Versuche lag darin, strukturiert identifizieren zu können, bei welchen PE-Typen (PE-HD, PE-LD, PE-LLD) unter verschiedenen Bedingungen welcher Mechanismus vorherrscht. Im nächsten Schritt werden unterschiedliche Additive zur Modifikation von mechanischen, rheologischen und thermischen Eigenschaften untersucht.

Abgelaufene Projekte

Bauteilprüfung von Leichtbaustrukturen (in Kooperation mit Industriepartner)

Prüfung von 2PP-Materialien für industrielle Anwendungen (in Kooperation mit Industriepartner)

Tribologische Charakterisierung von Polymeren (Innovatives Projekt, gefördert von TU Wien)

Rheologische Charakterisierung von Kunststoffschmelzen (Eigenforschung)

Upcycling von Polypropylen (Innovatives Projekt, gefördert von TU Wien)

Ermüdung von Gummiverbundwerkstoffen (in Kooperation mit Industriepartner)

deWaLop - Developing Water Loss Prevention (EU-Projekt Österreich-Slowakei)

Charakterisierung von Polymeren für die Medizintechnik (in Kooperation mit MedUni Innsbruck)

Wissenschaftliche Arbeiten

Laufende und abgeschlossene Dissertationen

Grenzflächeneinflüsse von elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Polymermatrixcomposites (Wolfsgruber, N,; laufend, in Kooperation mit TCKT und Industriepartner)

Blends of post-consumer recycled polypropylene (PP)/polyethylene (PE): rheology, morphology and mechanics (Karaagac, E.; laufend)

Entwicklung und Charakterisierung von endlos glasfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen (Kiss, P.; laufend, in Kooperation mit FH-Wels)

Upcycling von Polypropylen und Polypropylen-blends via reaktive Extrusion (Stanic, S.; laufend)

Charakterisierung und Evaluierung der Rezyklierbarkeit von Polymer Mehrschicht-Verpackungen (Seier, M.; laufend)

Optimierung der Polyethylen-Rezyklatqualität von sauberen Industrieabfällen (PIW), und gemischten Fraktionen aus Siedlungsabfällen (PCW) (Roitner, J.; laufend)

Geschlechterspezifische Einflüsse auf die Lebensdauer lasttragender Gelenkimplantate (Örs Ünsal, A.; 2020)

Werkstoffcharakterisierung von dynamisch hochgelasteten Composite Bauteilen anhand einer Blattfeder aus dem Automobilbau (Panaitescu, I.; 2019)

Charakterisierung des Alterungsverhaltens von Polymeren für Photovoltaik-Anwendungen (Voronko ,Y.; 2018)

Innovatives Polymer Recycling (Kamleintner, F.; 2017)

Lebensdauerbestimmung von Gummiverbundbauteilen (Seichter, S.; 2017)

Tribologische Charakterisierung von Thermoplasten (Petrica, M.; 2016)

Material- und Verfahrensentwicklung thermoplastischer Stützkörper für die Fertigung von Faserverbund-Hohlbauteilen im RTM Infusionsverfahren (Staffenberger, T.; 2014)

Effect of ethanol content fuels on the engineering thermoplastics (Yeganeh, S.; 2014)

Ermüdung und Risswachstum von Elastomerwerkstoffen unter praxisrelevanter Beanspruchung (Stadlbauer, F.; 2014)

Entwicklung einer Werkstoffformulierung zur Robotersanierung von undichten Muffen in Trinkwasserversorgungsleitungen (Schoberleitner, C.; 2013)

Production and evaluation of active antimicrobial polymer films for food packaging (Fleischberger, C.; 2013)

Charakterisation of Defects in Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) Laminates and Pultruded Profiles (Rodríguez-Hortalá, M.; 2013)