Mono-Material-Strukturen in der automobieln Anwendung zur Erhöhung der Recycelfähigkeit

Die Selbstverpflichtungen der Staaten im Rahmen des Kyoto-Protokolls erfordern die Notwendigkeit einer signifikanten Reduktion von Treibhausgasemissionen in der Produktion und während des Betriebs von Kraftfahrzeugen. Im Gegensatz zu den in den letzten Jahren insgesamt rückläufigen CO2-Emissionen, sowohl in der Gesamtbilanz als auch innerhalb der einzelnen beitragenden Sektoren (wie z.B. der Energieerzeugung), ist die Emission im Verkehrssektor um über 10 % gestiegen. Daraus ergibt sich gerade für diesen die zwingende Notwendigkeit zur Suche nach neuen Ansätzen, die eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs zum Ziel haben. Neben den wesentlich verbesserten Motorentechnologien und Bestrebungen zu Hybridantrieben stellt der Leichtbau einen wesentlichen Parameter zur Reduzierung des Treibstoffverbrauchs und somit zur signifikanten Minderung der Treibhausgasemissionen dar. Der Leichtbaugedanke kann insbesondere durch den Einsatz polymerer Werkstoffe erfolgreich umgesetzt werden. Die Verwendung eines hohen Kunststoffanteils reduziert das Fahrzeuggewicht, steigert jedoch den Kunststoffanteil im Fahrzeug überproportional. Dies führt zukünftig zu bereits jetzt identifizierbaren Schwierigkeiten bei der Einhaltung der vorgeschriebenen Verwertungsquoten gemäß der EU – End of Life Vehicles-Directive (ELV). Die von der EU vorgeschriebenen Quoten können momentan durch Schreddern des Gesamtfahrzeugs und anschließendes Metallrecycling eingehalten werden. Zukünftig wird dies mit dem notwendigen Ansteigen des Kunststoffanteils und einer Erhöhung der Recyclingquoten ungleich schwieriger. Hierfür sind neue Strategien erforderlich. In dieser Arbeit soll ein Konzept untersucht werden, mit dem es möglich ist, den Kunststoffanteil im Fahrzeug einem hochwertigen Recycling wieder zuzuführen. Hierbei sind die Identifikation und die Degradation des Kunststoffes besonders problematisch und entsprechend werden diese Themen in der vorliegenden Arbeit übergreifend betrachtet. Für eine hochwertige Wiederverwertung von Kunststoffen ist eine sehr reine Trennung der unterschiedlichen Ausprägungen notwendig. Heutige Bauteile werden häufig aus den verschiedensten Kunststoffen hergestellt. Zur Ausnutzung der speziellen Materialeigenschaften werden verschiedene Kunststoffe in einer Layerstruktur in einem Bauteil zusammengeführt. Derzeit verfügbare Verfahren sind nicht in der Lage dieses Gemisch von Kunststoffen zu identifizieren und zu trennen. Beispielsweise kann die Identifikation bzw. Trennung durch den Unterschied in der Dichte bei dieser Art von Verbünden nicht durchgeführt werden.