Stark, stärker, Stärke. Mit bioabbaubaren, stärkebasierten Kunststoffen zu nachhaltigeren Schaumfolien

Bachelorarbeit oder Masterarbeit

Geschäumte Verpackungsfolien sind aus dem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Allerdings bestehen sie vorwiegend aus fossilbasierten Kunststoffen und werden häufig in die Umwelt getragen. Zudem werden geschäumte Materialien heute selten recycelt, sondern meist nach einmaliger Verwendung thermisch verwertet. Der Einsatz von nachwachsenden und bioabbaubaren Rohstoffen wie beispielsweise der thermoplastischen Stärke (TPS) stellt einen möglichen Lösungsansatz dar. Die Verarbeitung der TPS wird jedoch durch deren thermische und mechanische Eigenschaften stark eingeschränkt. Durch eine geeignete Rezeptur- sowie Verfahrensentwicklung sollen neuartige Stärkefolien im physikalischen Schaumextrusionsverfahren hergestellt werden.

© IKV

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:

Im Verbundprojekt „Stärkeschaumfolie“ entwickelten Partner aus Industrie und Forschung stärkebasierte Werkstoffe für physikalisch geschäumte Folien im Verpackungs- und Baubereich. Angestrebt wurde ein möglichst hoher Anteil an Stärke, beispielsweise aus Weizen oder Kartoffeln. Die Folien wurden mittels Schaumextrusion unter Einsatz physikalischer Treibmittel hergestellt. Das Projekt untersuchte, inwieweit solche Folien fossilbasierte Schaummaterialien in ausgewählten Anwendungen ersetzen können und welche Verwertungswege für die entwickelten Rezepturen am Ende der Nutzungsdauer infrage kommen.

Zielsetzung:

Der Umfang der Abschlussarbeit kann individuell an eine Bachelor- bzw. Masterarbeit angepasst werden. Ziel ist die Untersuchung verschiedener stärkebasierter Thermoplaste hinsichtlich ihres Expansionsverhaltens und ihrer Schaumeigenschaften in Abhängigkeit der Prozessführung und Treibmittelrezeptur im Schaumextrusionsprozess.

Deine Aufgabenstellungen:

• Du führst Recherchen im Bereich der Verarbeitung von thermoplastischer Stärke durch
• Du führst Schaumextrusions-Versuche durch und bewertest verschiedene TPS-Materialien sowie unterschiedliche Treibmittelrezepturen hinsichtlich ihres resultierenden Expansionsverhaltens und der Schaumeigenschaften
• Du analysierst die hergestellten Schäume hinsichtlich Zellgröße, Zellhomogenität sowie Zelldichte

Dein Profil:

Bevorzugte Studiengänge

• Maschinenbau / Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Maschinenbau
• Automatisierungstechnik
• Allgemeiner Maschinenbau
• Computational Engineering Science (CES)
• Materialwissenschaften
• Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Werkstoff- und Prozesstechnik
• Umweltingenieurwissenschaften

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