Rund 700 Tausend Tonnen Schmi­er­stoffe wur­den in Deutsch­land im ver­gan­gen­en Jahr aus­geliefert. Über­all dort, wo Maschinen aller Art buch­stäb­lich reibungslos arbeiten müssen, vor über­mäßi­gem Ver­schleiß und vor Kor­ro­sion geschützt wer­den müssen, kom­men die zum Teil all­täg­lichen, teil­weise hoch­spezi­al­is­ier­ten Hil­f­s­mit­tel zum Ein­satz. So unver­zicht­bar sie in vielen Bereichen sind, so sind viele Schmi­er­stoffe auf­grund ihr­er chemischen Zusam­menset­zung auch nicht ganz unbeden­k­lich. Schmi­er­stoffe oder Gleit­lacke sind in weiten Teilen erdöl­basiert und dam­it aus einem zeit­gemäßen Blick­winkel der Nach­haltigkeit in ihr­er Produk­tion und ihr­er Entsor­gung zu hin­ter­fra­gen. Hier gibt es – trotz des mit­tler­weile erreicht­en tech­nis­chen Niveaus von Bio-Schmi­er­stof­fen – noch erheb­liche Heraus­for­der­ungen, ins­beson­dere in Hinsicht auf den CO₂-Foot­print und die Produktkosten. 

Mit dem Pro­jekt ​„PHAt – Poly­hy­droxyalkanoate als Ver­dick­ungs- und Bindemit­tel in tech­nis­chen Schmi­er­stof­fen“ endete in diesem Jahr die vom Bundesmin­is­teri­um für Bildung und Forschung über dreie­in­halb Jahre mit 1,25 Mio. Euro geförderte Koop­er­a­tion zwis­chen dem Fraunhofer-Insti­tut für Umwelt‑, Sich­er­heit- und Ener­gi­e­tech­nik UMSICHT, der Fritzmei­er Umwelt­tech­nik GmbH & Co. KG, der Unaver­a­Chem­Lab GmbH sow­ie der FUCHS SCHMI­ER­STOFFE GmbH mit der FUCHS LUB­RITECH GmbH. Mit ver­teil­tem Aufgabenge­biet wid­met­en sich die Pro­jek­t­part­ner der Entwicklung innov­at­iver Ver­dick­ungs- und Bindemit­tel auf Basis bio­tech­no­lo­gisch herges­tell­ter Poly­hy­droxyalkanoate (PHA).

Angestoßen wurde das ehrgeiz­ige Vorhaben im Rah­men des durch die Indus­tri­elle Bio­tech­no­lo­gie Bay­ern Net­zwerk GmbH (IBB Net­zwerk GmbH) geleiteten Koop­er­a­tion­snet­zwerks ​„BioPlastik“, in dem sich Teil­nehmer zweim­al jähr­lich zum produkt­iven Aus­tausch tref­fen und ihr Know-how in gemein­same Pro­jekte ein­fließen lassen.

Die Pro­jek­tkoordin­a­tion oblag, unter Lei­tung von Frau Dr. Inna Bretz, dem Fraunhofer UMSICHT, das auch die Vor­stud­i­en zu PHA-basier­ten Ver­dick­ungs­mit­teln und Bindemit­teln im Labormaßstab ein­brachte. Die bio­tech­no­lo­gis­che PHA-Her­stel­lung leistete die mit­tel­ständis­che Fritzmei­er Umwelt­tech­nik GmbH & Co. KG, während die daran anschließende chemische PHA-Modi­fika­tion zur Kernkom­pet­enz der Unaver­a­Chem­Lab GmbH zählte. Die prakt­ische Expert­ise zur anwendung­s­na­hen Tes­tung der Neuentwicklun­gen fand sich schließ­lich auf Seiten von FUCHS.

Pro­jekt­ziel erfüllt

Nach insges­amt dreie­in­halb Jahren blick­en alle Beteiligten pos­it­iv ges­tim­mt auf bereits Erreicht­es zurück. Dabei zählt vor allen Din­gen der unmit­tel­bare Abgleich der selb­st­gesteck­ten Ziele mit den nach­weis­bar­en Ergeb­n­is­sen. Die Aufgaben­stel­lung lautete, PHA als Ver­dick­ungs­mit­tel in einem vorzug­s­weise bio­lo­gis­chen Schmi­er­mit­tel (EN16807 oder 2011/381/EU) zu nutzen, auf PHA-Basis Ver­dick­er­systeme für kon­sist­ente Schmi­er­stoffe zu entwick­eln und PHA als Bindemit­tel für Gleit­lacke auf Poly­merbas­is zu ver­wenden. Dabei soll­ten die Eigenschaften der innov­at­iven Addit­ive den­en kon­ven­tion­eller Ver­dick­er mindes­tens gleich­wer­tig sein.

Ablauf und Ergebnisse

Am Anfang des Pro­jektes stand die präzise Defin­i­tion der für Schmi­er­stoffe insges­amt rel­ev­anten tech­nis­chen Eigenschaften, die dem­nach auch von neuen PHA-basier­ten Produk­ten zu erfül­len war­en. Darauf fol­gten erste grundle­gende Tests der Kom­pat­ib­il­ität von PHA mit herkömm­lichen Grundölen, die eine Einsch­ätzung ele­ment­arer Heraus­for­der­ungen ermög­lichte und schnell deut­lich machte, dass eben diese Kom­pat­ib­il­ität nicht aus­reichend gegeben ist und eine chemische Modi­fika­tion der PHA not­wendig war.

Sowohl im Bereich der Ver­wendung von PHA in Gleit­lack­en als auch in der Kom­bin­a­tion modi­f­iz­iert­er PHA mit bestim­mten Grundölen zei­gen sich hinsicht­lich der Kom­pat­ib­il­ität und des gewün­scht­en Ver­dick­ung­sef­fekts vielver­sprechende Ergebnisse.

So geht es weiter

Gleichzeit­ig wurde zum Ende der Pro­jekt­laufzeit deut­lich, dass das über­geord­nete Ziel zwar schon in Reich­weite ist. Doch noch sind weit­ere Forschung­sarbeiten nötig, um biobasierte Polymere in Schmi­er­stof­fen und Gleit­lack­en zu markt- und konkur­ren­zfähi­gen Produk­ten weiterzuentwickeln. 

Ents­prechend wen­det sich der Blick jet­zt in die Zukun­ft und auf das Anschluss-Pro­jekt. Die Fortset­zung von ​„PHAt“ trägt den Namen ​„PHAtiC­uS“ und ist mit ein­er Laufzeit von drei Jahren bis Ende März 2024 geplant.