Ziele und Lösungsansätze
SUBI2MA -Materialien liefern der Kunststoff- und chemischen Industrie sowie den Folgemärkten wie der Bauchemie, Automobilindustrie, Textilchemie und Gesundheit eine Antwort auf die Herausforderungen nationaler und globaler Nachhaltigkeitsstrategien. Die digitalen Abbildungen der geschaffenen Innovationsprinzipien ermöglichen darüber hinaus, schnell und flexibel auf zukünftige Herausforderungen der Transformation der Kunststofftechnik und anderer Märkte im Kontext nachhaltigen Wirtschaftens reagieren zu können.
Drei Schlüsselthemen/-ziele werden dabei im Projekt bearbeitet:
- Bereitstellung und Demonstration von neuen biobasierten Materialien durch Entwicklung von Syntheserouten, Verarbeitungstechnologien, Charakterisierung und Evaluation
- Bereitstellung und Demonstration von neuen biohybriden Materialien durch Optimierung der Eigenschaften, Funktionalisierung, Charakterisierung und Evaluation
- Erarbeitung und Etablierung von nachhaltigen Fast-Track-Entwicklungen durch Digitalisierung, Simulation und ganzheitlicher ökologischer Bewertung
Neue biobasierte Materialien
Das erste Ziel, »neue biobasierte Materialien«, soll erreicht werden, indem ein neues biobasiertes Hochleistungspolyamid, das Caramid, bis zur Marktreife entwickelt wird. Dieses neue biobasierte Polyamid wurde durch das Fraunhofer IGB am Institutsteil Straubing erstmalig synthetisiert und wird im Rahmen des Projekts sowohl von der Synthese, als auch von den Verarbeitungsmethoden her derart weiterentwickelt und die Anwendung demonstriert, dass es als konkurrenzfähige Alternative zu fossilen Polyamiden bestehen kann.
Neue biohybride Materialien
Ziel Nummer zwei, »neue biohybride Materialien«, wird durch die Integration von biologischen Bausteinen in Kunststoffe erfüllt, die diesen zusätzliche Funktionen verleihen und so das Anwendungsspektrum erweitern. Hierbei spielt die Prä- und die Postumformung von PET und Cellulose, als massenhaft eingesetzte Polymere eine entscheidende Rolle. Funktionalitäten, die angestrebt werden, sind die Steuerung der Hydrophilie, die biobasierte Additivierung für Flammschutz sowie der beschleunigte Abbau und die antimikrobielle Wirksamkeit.
Fast-Track-Entwicklungen
Das dritte Ziel, »Fast-Track-Entwicklungen«, umfasst die Konzeptionierung einer digitalen Wertschöpfungskette, um zukünftig Materialsubstitutionen deutlich zu beschleunigen, aber auch Nachhaltigkeitsbetrachtungen bei der Materialentwicklung. Die digitale Wertschöpfungskette umfasst Digitalisierung und Simulation von molekularer Ebene der Synthese bis hin zu Modellierung von Prozessen, wie dem Faserspinnen, und ebenso die Entwicklung von digitalen Demonstratoren.