Metabolix präsentiert innovative PVC-Bau- und Konstruktionsmaterialien

Clare Goldsberry | 09.09.2015

Wenn man an biobasierte Materialien denkt, denkt man normalerweise nicht an Bauwesen. Auf der jüngsten Technologiekonferenz Profiles 2015 zu Polymermaterialien in Außenanwendungen im Gebäudebereich präsentierte Metabolix Inc. (Cambridge, MA) jedoch eine solche Innovation: Polymertechnologie, die PVC verbessert, eines der am häufigsten verwendeten Materialien für Bauprodukte.

Gebäude- und Konstruktionsanwendungen seien ein „Zielanwendungsbereich für Metabolix und seine PHA-Biopolymermaterialien (Polyhydroxyalkanoat),“ sagte das Unternehmen.

Lynne Brum, Vizepräsidentin für Marketing und Unternehmenskommunikation, sagtePlasticsToday dass das Unternehmen im Jahr 2012 begann, sich erneut mit PHA zu befassen und über einige mögliche Anwendungen nachzudenken – über biobasierte und biologisch abbaubare hinaus. „PVC ist ein sprödes Polymer und erfordert Additive, um die für kommerzielle Anwendungen erforderliche Leistung zu erzielen.“ „Wir haben festgestellt, dass unsere PHA-Biopolymere sehr gut mit PVC mischbar sind.“ PHA ist ein Molekül mit hohem Molekulargewicht, ebenso wie PVC; Sie lassen sich sehr gut kombinieren und haben einige interessante Anwendungen.“

PHA-Biopolymere können die PVC-Verarbeitung sowie eine Reihe von Leistungsmerkmalen wie Biegemodul, Pilzresistenz und Plastifizierung verbessern. Zu Beginn der Forschung von Metabolix auf diesem Gebiet untersuchte Yelena Kann, PhD, PHA in kristalliner und gummiartiger Form. „Sie versuchte herauszufinden, ob die gummiartige oder amorphe Form von PHA ein anderes Leistungsprofil und andere Zielanwendungen hatte als die kristalline Form“, sagte Brum.

Kann entdeckte einige einzigartige Eigenschaften, wenn PVC und PHA gemischt werden. Insbesondere stellte sie fest, dass PVC-Modifikatoren nicht migrieren, sich nicht extrahieren oder verflüchtigen und dass sie unter den gleichen Bedingungen wie PVC leicht zu handhaben und zu verarbeiten sind. „Aufgrund dieser Vermischung von PVC und PHA bei niedrigen Beladungsmengen verfügen wir über einige interessante Daten“, sagte Brum.

Eine Anwendung, die bei Tests und Versuchen erfolgreich abgeschnitten hat, sind PVC-Bodenbeläge, denen PHA zugesetzt wurde. Der Test wurde für einen großen US-Bodenbelagskunden durchgeführt, der 100 % PVC-Rezyklat in den Trägermaterialien verwendete. In dieser Anwendung fungiert das PHA als Fusionshilfsmittel, wobei das PHA die Eigenschaften des recycelten PVC verbessert. „Der Kunde möchte sehen, ob wir eine Formulierung entwickeln können, die nur recyceltes PVC enthält und dennoch das entsprechende Finish, die entsprechende Leistung und Haltbarkeit erreicht“, sagte Brum. „Die Verwendung von PHA als Schmelzhilfsmittel in recyceltem PVC führt zu einer glatten und gleichmäßigen Oberflächenbeschaffenheit, und der Kunde ist mit der Leistung zufrieden. Das PHA ist ein Kompatibilitätsmittel – das Material sorgt dafür, dass alles in der Formulierung besser zusammenarbeitet.“

Metabolix testet ein PVC/WPC-Material (Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff) für Terrassen- und Geländeranwendungen. In Zusammenarbeit mit Integrity Composites LLC und seinem Compounder Otech Corp. hat Metabolix den Unternehmen dabei geholfen, ein WPC zu formulieren, das sowohl PVC als auch Holzmehl mit einem sehr geringen Anteil an PHA enthält. „Wir haben festgestellt, dass wir mit dem PHA-Additiv weniger PVC und mehr Holzmehl verwenden können, was zu einem stabilen Geländer mit einem Kostenvorteil für die Formulierung führt“, bemerkte Brum. Die Einführung dieses Produkts durch Integrity ist derzeit im Gange.

Eine weitere Anwendung sind Dachbahnen. Metabolix hat Vergleiche zwischen PHA als Prozesshilfsstoff und Elvaloy, einem Produkt von DuPont, durchgeführt. „Der Dachdecker möchte eine bessere Verarbeitung des Materials und eine bessere Beständigkeit erreichen, ein weiteres Merkmal von PHA“, sagte Brum. „Aufgrund der Mischbarkeit von PHA und der guten Vermischung, die in den Materialien stattfindet, gelangen keine Komponenten der Formulierung aus der Mischung – sie bleiben eingeschlossen. Additive mit kleineren Molekülen neigen dazu, an die Oberfläche zu steigen . Es verfügt außerdem über eine gute UV-Beständigkeit und wir haben gezeigt, dass das Material Schimmel und Schimmelbildung sowie dem biologischen Abbau widersteht.“

Max Senechal, Vizepräsident für Strategie und kommerzielle Entwicklung bei Metabolix, erklärte: „Unsere Forschung zeigt, dass die PHA-Biopolymere von Metabolix bei Verwendung als PVC-Modifikator einen erheblichen Mehrwert für PVC-Formulierungen bieten können. Die Profiles 2015-Konferenz hat dazu beigetragen, neue und bedeutungsvolle Gespräche mit dem Unternehmen anzustoßen Baumaterialien und die Bauindustrie. Wir freuen uns darauf, dieses wichtige Publikum über die neuen Entwicklungen bei Metabolix im Zusammenhang mit der Verwendung unserer PHA-Biopolymermaterialien in PVC auf dem Laufenden zu halten.“

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