Natürliche Ressourcen schonen

Künstlichen Kautschuk leistungsfähiger machen

Naturkautschuk ist in einigen Anwendungen wie Hochleistungs-Lkw-Reifen aktuell kaum ersetzbar. Die vier Fraunhofer-Institute IAP, IME, ISC und IWM arbeiten daran, synthetischen Kautschuk so leistungsfähig wie Naturkautschuk zu machen. Basis dafür ist nach Institutsangaben Russischer Löwenzahn.

Die Reifen eines Schwerlasttransporters müssen hohen Belastungen standhalten – demnächst vielleicht unter Verzicht auf natürliche Rohstoffe. (Quelle: MEV-Verlag)

Lkw-Reifen müssen hohen Belastungen standhalten. Naturkautschuk, der mit Ruß oder Silikat gefüllt wurde, macht dies möglich. Die aus dem Saft des tropischen Kautschukbaums gewonnenen Elastomere machen die Reifen elastisch und sorgen wie kein anderes Material auch unter extremen Belastungen für ein zuverlässiges Einsatzverhalten. Der Bedarf der Gummiindustrie an Naturkautschuk steigt stetig, besonders in der Automobilbranche. Über 90 Prozent des Naturkautschuks kommt heute aus Monokulturen in Asien. Um unabhängiger von der jährlichen Erntesituation in den Anbaugebieten zu werden, suchen Forscher und Gummiproduzenten nach alternativen Rohstoffen.

Vier Fraunhofer-Institute wollen synthetischen Kautschuk so optimieren, dass er so leistungsfähig wird wie Naturkautschuk. Die Ursache für die speziellen Materialeigenschaften des Naturkautschuks könnte in seiner Zusammensetzung liegen. Die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME in Münster erforschen bereits seit mehreren Jahren die Grundlagen zur Biosynthese von Naturkautschuk und assoziierter Lipide im Russischen Löwenzahn. Sie sind nach eigenen Angaben nun in der Lage, die involvierten Schlüsselproteine gezielt auszuschalten. Der so veränderte Löwenzahnkautschuk soll am Fraunhofer IWM in Halle und Freiburg thermisch, mechanisch und vor allem auch auf seine Abriebfestigkeit hin untersucht werden. Somit können die Wissenschaftler ermitteln, welche Proteine oder Lipide auf die Materialeigenschaften Einfluss haben. Geeignete Biomoleküle können dann in Verbindung mit synthetischem Kautschuk am Fraunhofer IAP, das auf chemische Synthesen im Labor- und Technikumsmaßstab spezialisiert ist, hergestellt und im Fraunhofer IWM erneut geprüft werden. Um optimale Alternativen für Naturkautschuk in der Automobilindustrie zu finden, soll schließlich auch der Zusatz neuartiger Silicafüllstoffe des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg untersucht werden. Im Fraunhofer PAZ haben die Forscher die Möglichkeit, das entwickelte Kautschukmaterial im Tonnenmaßstab herzustellen – in einer Größenordnung, die für Testversuche für Industriekunden relevant ist.

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Die Fraunhofer-Gesellschaft fördert das Projekt zur marktorientierten Vorlaufforschung, das im März 2015 startete, für drei Jahre. Während dieser Zeit wird es von einem externen Gutachtergremium aus Industrie und Wissenschaft begleitet.

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