Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPEEvaluierung effektiver Zusatzstoffe für geruchsbelastete Materialien
Gerüche von Kunststoffen und Kunststoffrezyklaten stellen eine große Herausforderung für die Kreislaufwirtschaft dar. Additive, die als Geruchsfänger wirken, können Abhilfe schaffen. Die Auswahl des passenden Additivs gestaltet sich jedoch oft schwierig. Forschende des Fraunhofer CCPE haben ein neues Charakterisierungsverfahren entwickelt, dass die Identifizierung geeigneter Additive für den Geruchschutz ermöglicht.
Die Kompatibilität von Additiv, Geruch und Kunststoff ist komplex. Es existiert kein universell wirksames Additiv für alle Arten von Geruchsbelastungen. Die Effektivität eines Geruchschutzadditivs ist stark vom betroffenen Material und den verschiedenen Geruchsstoffen selbst abhängig. Die Suche nach einem passenden Additiv ist derzeit zeitaufwendig und kostenintensiv und umfasst die Compoundierung, die Herstellung von Prüfkörpern und eine olfaktorische Bewertung.
Ein neues Charakterisierungsverfahren, entwickelt von Forschenden aus dem Fraunhofer CCPE, ermöglicht es, die Eignung eines Additivs als Geruchschutzmittel schnell und einfach zu analysieren. Hierbei wird die Wirksamkeit eines Additivs bei der Absorption von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und schwerflüchtigen Verbindungen (FOGs), die direkt von einem geruchsbelasteten Material in der Untersuchung freigesetzt werden, schnell und einfach gemessen. So kann mit geringem Aufwand eine Vorauswahl an Additiven ermittelt werden, die als Geruchsfänger für ein spezifisches Material oder einen spezifischen Geruch geeignet sind.
Mithilfe der Charakterisierungsmethode werden die Emissionen aus einem Trägergasstrom gesammelt, der kaskadenartig über eine geruchsbelastete Probe und über das zu untersuchende Additiv strömt. Die Emissionen werden auf einem porösen Polymer absorbiert und anschließend mittels Thermodesorption-Gaschromatografie/Massenspektrometrie (TD-GC/MS) analysiert. Die Analyse und Bewertung erfolgen gemäß VDA 278, einer in der Automobilindustrie gebräuchlichen Methode zur Untersuchung organischer Emissionen aus nichtmetallischen Fahrzeugwerkstoffen. Ermittelt wird der VOC- bzw. FOG-Wert, der die Summe der leicht- bis mittelflüchtigen bzw. schwerflüchtigen Substanzen als Toluol- bzw. Hexadekan-Äquivalente wiedergibt.
Auf Grundlage der Ergebnisse können effiziente Geruchschutzadditive für Kunststoffe, Rezyklate und auch Naturstoffe ausgewählt werden, um die Qualität und Zirkularität dieser Materialien maßgeblich zu verbessern. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft.