Innovationspreis Schaumkunststoffe 2013 verliehen

PE-Schaum lenkt Atome und Rinde wird zu Schaum

Das Spektrum von Anwendungen geschäumter Kunststoffe ist breit, viel breiter als es auch Fachleute gemeinhin erwarten - das ist eine Erkenntnis aus der Sichtung der Projekte rund um die Vergabe des "Innovationspreises Schaumkunststoffe 2013", organisiert vom Fachverband Schaumkunststoffe und Polyurethane e.V..

"So viele unterschiedliche und hochinteressante Bewerbungen um den Innovationspreis Schaumstoffe haben wir in der zweiten Auflage dieser Preisausschreibung nicht erwartet", beschreibt Rüdiger Simon, Mitglied des Vorstands und der Jury zum Innovationspreis, die diesjährigen Bewerbungen von Studenten und Unternehmen.

Mit Bio-Schaumstoffen, hergestellt aus Baumrinde oder mit vernetztem Polyethylenschaum zur Ausrichtung von geschossenen Atomen aus dem Teilchenbeschleuniger und mit der von Nano-Partikeln gesteuerten Ausdehnung von Polystyrol-Schäumen gehören in diesem Jahr die Bewerber um den Innovationspreis. Im Kampf gegen die Erderwärmung und den damit verbundenen Klimawandel ist die Reduzierung des Heizenergie-Verbrauchs von großer Bedeutung. Kunststoff-Schäume haben eine Schlüsselrolle für eine effiziente Dämmung von Gebäuden. Bei der Verleihung des "Innovationspreises Schaumstoffe 2013" stand diese Thematik besonders im Fokus. Ausgezeichnet wurden mit jeweils1500 Euro zwei Projekte von Studierenden und Nachwuchskräften, deren Ideen Dämmungen optimieren. Überreicht wurden die Preise bei der Fachtagung Polyurethane 2013 am 3. Dezember in München.

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Ein Preisträger ist das Projekt Biofoambark unter der Leitung von Prof. Antoni Pizzi und Prof. Marie-Piere Laborie. Dabei geht es um Hartschäume aus Rindenextrakt als Dämmmaterial für Häuser. Die Doktoranden der Universität Freiburg haben diese biobasierten Hartschäume entwickelt. Das Forschungsteam (Ricarda Böhm, Danny Garcia Marrero, Clément Lacoste) gewinnt diese Hartschäume überwiegend aus Tanninen und Furfurylalkohol, so dass das Endprodukt zu über 80 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Tannin, ein Bestandteil der Holzrinde von Nadelbäumen, bleibt normalerweise als ein Abfallprodukt der Holzindustrie übrig. Die so hergestellten Hartschäume weisen ähnliche Wärmeleitfähigkeiten wie konventionelle Dämmmaterialien auf, sind aber im Unterschied zu diesen nicht brennbar. Das ist besonders bei der Isolierung von Gebäuden ein großer Vorteil.

Der FSK zeichnete ein weiteres Projekt aus, in dem an einem neuartigen Dämmmaterial gearbeitet wird. Den Wissenschaftlern der Universität Bayreuth und des Freiburger Materialforschungszentrums (Chimezie Okolieocha, Sabrina Kerkling, Thomas Köppl, Folke Johannes Tölle) gelang es unter Anleitung von Prof. Rolf Mülhaupt und Prof. Volker Altstädt durch Zugabe von Nanoteilchen aus Graphenen im Polystyrol die Wärmeleitfähigkeit von extrudiertem Polystyrol-Hartschaum (XPS) deutlich zu reduzieren.

Nicht um Dämmung, sondern um neue Einblicke in die Struktur der Materie und die Evolution des Universums geht es bei einem ebenfalls preisgekrönten Projekt des Instituts für Kernphysik der Universität Münster. In der Kategorie "Forschung und Entwicklung" verlieh der FSK den mit 3000 Euro dotierten Innovationspreis an Cyrano Bergmann für das Projekt "Erzeugung von Übergangsstrahlung in Schaumkunststoffen". In Münster wird der circa 500 Quadratmeter große Übergangsstrahlungsdetektor (TRD) entwickelt, der für das künftige CBM Experiment (Compressed Baryonic Matter) beim internationalen Forschungszentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt notwendig ist. Das Münsteraner Institut erforscht, wie Schaumkunststoffe zur Erzeugung von Röntgenphotonen dienen können - als mögliche Alternative zu bisher üblichen Folienradiatoren. Elektronen werden mit hochrelativistischer Geschwindigkeit durch einen Block Polyethylenschaum von geringer Dichte geschossen. Sind die Elektronen hinreichend schnell, kann an den Grenzflächen im Schaum Röntgenstrahlung (Übergangsstrahlung, TR) entstehen. Die Eigenschaften der Übergangsstrahlung werden bestimmt durch die Struktur des Schaums. Das Ergebnis: Die Produktion von Übergangsstrahlung in Schaumfolienradiatoren kann mit klassischen Folienradiatoren gleichziehen. Weitere Vorteile sind die mechanische Stabilität und der günstigere Beschaffungspreis. Ein Schaumfolienradiator ist eine Option für den Übergangsstrahlungsdetektor am zukünftigen CBM Experiment bei FAIR in Darmstadt. Bis 2017 entsteht dort am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung eine neue Teilchenbeschleunigeranlage, die weltweit einzigartige Experimente ermöglichen wird. Die Physiker erhoffen sich neue Einblicke in die Struktur der Materie und die Evolution des Universums.

Den universell einsetzbaren Halbschalen-Koffer "Air" hat die hessische ISL Schaumstoff-Technik auf der Basis von expandiertem Polypropylen (EPP) entwickelt. Der EPP-Koffer schützt aufgrund seiner Materialeigenschaften nicht nur den Inhalt, sondern auch seine Umgebung. Empfindliche Oberflächen wie Autolacke werden nicht verkratzt. Bei herunterfallenden Koffern oder bei scharfem Bremsen wird das Verletzungsrisiko deutlich reduziert.

Für ein besonderes Produktionsverfahren erhielten Kai Eder und Dominic Lutz vom Unternehmen Gaugler und Lutz, Baden-Württemberg, eine FSK-Urkunde. Multishape bietet zahlreiche Möglichkeiten zur Herstellung geometrisch unterschiedlicher Bauteile mit vielfältigen Materialkombinationen. Hauptsächlich werden Materialien aus der Leichtbaubranche wie strukturelle Schaumprodukte oder faserverstärkte Deckschichten verwendet.  Die Eigenschaften der thermoplastischen Materialien werden bei diesem Verfahren genutzt, um dreidimensionale Geometrien in kurzen Zykluszeiten zu formen. Das Material wird mit partiell justierbaren Halogenstrahlern bis zur Umformtemperatur erwärmt und in einer schnell schließenden Presswerkzeugeinheit in die gewünschte Form gepresst. Nach einem verkürzten Abkühlzyklus lässt sich das Bauteil mit teilweise schon besäumten Randzonen entnehmen.

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