Additiv-Chemie (AddChem)

Die Gruppe Additiv-Chemie synthetisiert und bewertet Kunststoffadditive insbesondere Flammschutzmittel, Geruchsschutzmittel, Kunststoffkreislaufadditive und Compounds für Elektrochemie & Elektrolyse.

Im engen Austausch mit den Forschungsgruppen am Fraunhofer ICT unterstütz die Gruppe Additiv-Chemie Forschungs- und Industriepartner bei der Erforschung und Entwicklung von Materialen, Prozessen, Produkten, Prüfmethoden und Simulationen.

Kunststoffe brennen. Für viele technische Anwendung sind daher obligatorische Flammschutzeigenschaften gefordert - insbesondere im Transport- und Bausektor.

Wir entwickeln Flammschutzmittel vom Moleküldesign und Erstsynthese bis zur Hochskalierung in den kg-Maßstab. Zudem optimieren wir Flammschutzmittelformulierungen auf Basis kommerzieller Flammschutzmitteladditive in Kombination mit verschiedensten Kunststoffverarbeitungstechnologien und führen umfangreiche, analytisch erweiterte  Flammschutzprüfungen nach normierten Prüfmethoden und Eigenentwicklungen durch.

Unser Arbeitsschwerpunkte liegen sowohl im Bereich der reaktiven und thermoplastischen Hart- und Weichschäume sowie im Bereich der faserverstärkten Composite - für Construction, Automotive, Rail und Aviation.

Kunststoffrezyklate, die beispielsweise aus der Wertstofftonne gewonnen werden, und Naturstoff-haltige Kunststoffe weisen aufgrund der Zusammensetzung oder aufgrund von Verunreinigungen oft unangenehme Gerüche auf. Für viele Anwendungen, beispielsweise in Innenräumen, lassen sich diese Kunststoffe bisher nicht verwenden.

Wir entwickeln Geruchsschutzadditive und wenden diese in Kombination mit verschiedensten Kunststoffverarbeitungstechnologien an, um geruchsbelastete Kunststoffe in hochwertige Anwendungen zu bringen.

Eine zirkuläre Kunststoff-Wirtschaften stellt hohe Anforderungen an die Additivierung. Zum einen erwecken Additive ein Kunststoff-Rezyklat zu neuem Leben. Zum anderen sollen bereits enthaltene Additive die Schließung des Kunststoffkreislaufs nicht beeinträchtigen. Bereits die Additivierung der ersten Materialgeneration ist dafür entscheidend.

Wir additivieren Kunststoffrezyklate und entwickeln und optimieren Additiv-Systeme in Hinblick auf Umweltauswirkung und Kreislauffähigkeit - bspw. hinsichtlich thermischer und chemischer Stabilität oder Abtrennbarkeit.

Erst durch Additive erhält ein Kunststoff seine vielfältigen, funktionellen Eigenschaften.

Für bspw. elektrochemische und Elektrolyseanwendung sind Kunststoffe mit elektronischer und protonischer Leitfähigkeit interessant. Für bspw. die additive Fertigung („3D-Druck“) von Kunststoffen sind wiederum Verarbeitungseigenschaften und Effekte zwischen einzeln gedruckten Schichten bspw. die Haftung der Schichten von hoher Bedeutung.

Wir setzen kommerzielle Additive und Eigenentwicklungen für die Entwicklung funktionelle Compounds ein.

Neue Technologien bspw. im Transport-, Bau- und Energiesektor sind mit unbekannten Sicherheitsrisiken verbunden, welche oft nur schwer einzuordnen sind. Gesamtsystemprüfungen, bspw. von Traktionsbatterien und stationären Energiespeichern, sind mit hohen Kosten verbunden. Allgemein anerkannte (Vor)Prüfungen an Prüfkörpern und Prüfsystemen existieren jedoch oftmals nicht.

Gemeinsam mit allen Bereichen des Fraunhofer ICT konzeptionieren, entwickeln und wenden wir neuartige Flamm-, Brand- und Explosionsschutz-Prüfmethoden an.

Flamm-, Brand- und Explosionsschutz

Die Umweltwirkung muss ein gleichbedeutender Optimierungsparameter wie Produktperformanz und Kosten werden. Dabei müssen alle Produktlebensphasen Berücksichtigung finden - von der Rohstoffgewinnung über die Nutzungsphase bis zum Produktlebensende und dem Recycling.

Kunststoffadditive beeinflussen die Umweltwirkung stark. Zum einen kann von Ihnen eine Umweltbelastung ausgehen - bspw. ein toxikologisches Potential wie im Fall einiger halogenhaltiger Flammschutzmitte oder einiger Weichmacher. Zum anderen verbessern Additive die Kunststoffeigenschaften während der Verarbeitung und helfen so Energie und Abfallmengen während der Produktion zu verringern.

Gemeinsam mit der Gruppe Sustainability and Circularity Assessment (SuCA) beziehen wir die Ökobilanzierung und ecoDESIGN-Konzepte in alle unsere Additiventwicklungen mit ein.