Entwicklung und Validierung einer DSC-Auswerteroutine zur Bestimmung der PE/PP-Anteile in Polyolefin-Rezyklaten
© pixabayThema der Arbeit
Kunststoffverpackungen werden größtenteils aus Polyolefinen hergestellt. Diese machen fast zwei Drittel aller Nach-Gebrauchs-Kunststoffabfälle aus. Die wichtigsten Vertreter der Polyolefine sind Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Derzeitige Sortiertechnologien können keine vollständige Trennung von PP und PE gewährleisten, so dass mit Querkontaminationen gerechnet werden muss. In Deutschland wird aktuell unterschieden zwischen einer flexiblen PE-LD-Fraktion und der
formstabilen PE-HD-Fraktion sowie PP-Fraktionen als auch unterschiedlichen Mischpolyolefin-Fraktionen. Die Qualitätssicherung von aufbereiteten Kunststoffabfällen, sog. Rezyklaten, ist u.a. notwendig, da die Kontamination eines PEs mit PP (oder umgekehrt) Einfluss auf die Kunststoffverarbeitungsverfahren (z B. Folienextrusion) nimmt und die Leistungsfähigkeit des späteren Produktes beeinträchtigt. Die Kenntnis über die Zusammensetzung ist daher von entscheidender Bedeutung für die Gewährleistung der Rezyklatqualität. Als eine Möglichkeit zur Einordnung der Rezyklatqualität dient der relative Vergleich der Schmelzenthalpien mit Hilfe der DSC.
Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst
Die im physikalischen Labor des Zentrums für Kunststoffanalyse und -prüfung (KAP) durchgeführten Untersuchungen unterstützen die industrie- und institutseigene Forschung maßgeblich bei der Validierung von Fertigungsparametern. Ein weiterer Schwerpunkt liegt ebenfalls auf der Werkstoffcharakterisierung hinsichtlich thermischer, spektroskopischer, rheologischer sowie chromatografischer Analysen, um das Werkstoffverhalten zu bewerten und somit neben der Forschung auch bei industriellen Fragestellungen eine Betrachtung vorzunehmen. Durch diese Analysen liefert das Labor essenzielle Erkenntnisse für die Optimierung von Produktionsabläufen und verbesserte Bauteilqualitäten. Ebenso zählt dazu die Analytik von Rezyklaten und ein tieferes Verständnis über deren Zusammensetzung.
Zielsetzung
Ziel der Abschlussarbeit (Bachelor- oder Masterarbeit) ist es, die entwickelte Auswerteroutine zur Bestimmung von PE/PP-Anteilen in definierten Mischungen auf Polyolefin-Rezyklate unbekannter Zusammensetzung zu übertragen. Hierzu wird eine Auswertemethode entwickelt. Die Arbeit umfasst zunächst eine Literaturrecherche zu möglichen Herausforderungen der thermischen Analyse von unbekannten Polymermischungen und aktuellen Ansätzen zur Charakterisierung der PE-/PP-Anteile. Der Fokus der Arbeit liegt auf der Analyse rezyklierter Materialien (z. B. Unterschiede in der Kristallisation, Additive). Für die Entwicklung der Auswerteroutine (z. B. Kalibrierkurven) stehen Rezyklate unbekannter Zusammensetzung und Neuware-Blends bekannter Zusammensetzung sowie entsprechende DSC-Messergebnisse zur Verfügung. Darüber hinaus sollen gezielt weitere Blends und Rezyklate untersucht werden, um die entwickelte Auswerteroutine zu validieren. Bei der Bachelorarbeit liegt der Fokus zunächst auf der Erfassung der Neuware-Blends sowie der Ausarbeitung einer automatisierten Auswertung hinsichtlich der jeweiligen Polymeranteile der jeweiligen Mischsysteme. Im Rahmen einer Masterarbeit sind zudem Rezyklate unbekannter Konzentration, auf Basis von innerhalb dieser Arbeit zu erstellenden Kalibriersystemen, in Bezug auf den Fremdpolymeranteil zu bewerten. Des Weiteren ist die automatisierte Auswertung hinsichtlich des möglichen Vorkommens weiterer Fremdpolymere (bspw. PET, PS, etc.) zu validieren sowie bei Bedarf zu optimieren.
Deine Aufgabenstellung
- Literaturrecherche und Methodenentwicklung
- Aufbereitung von Proben
- Einarbeitung in die Bedienung einer DSC und der Ergebnisinterpretation
- Auswertung und Einordnung der generierten Ergebnisse
Dein Profil
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (z.B. Maschinenbau,Wirtschaftsingenieurswesen, Materialwissenschaften…)
- Interesse an analytischen Aufgabenstellungen und praktischen Arbeiten im Labor
- Selbstständige, strukturierte und teamorientierte Arbeitsweise
Das sind deine Benefits
- Arbeit in einem motivierten Team
- Selbstständige Arbeit mit bedarfsgerechter Betreuung
- Bearbeitung forschungsrelevanter Fragestellungen
- Individuelle Abstimmung von Aufgabenstellung und Zeitrahmen
- Experimentelle Arbeit an Laborgeräten
- Kurzfristiger Start möglich / schnelle Bearbeitung ohne Verzögerungen
Falls du Interesse an dieser Aufgabenstellung hast, melde dich gerne bei uns. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.