Vorteile durch den Einsatz eines Graphen-Masterbatches in Kunststoffverpackungsfolien

Ausschlaggebend ist hierbei der effektive Einsatz von Graphen und dessen gleichmässige Verteilung innerhalb der Polymermatrix. Dies lässt sich mit den Poly-G Produkten von Gerdau Graphene erreichen bei denen es sich um die ersten Graphen-Masterbatches im industriellen Massstab auf PP bzw. PE Basis handelt.

Reduzierung der Kosten bei gleichzeitig gesteigerter Zugfestigkeit von Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) Verpackungsfolien

Gerdau, der grösste brasilianische Stahlhersteller, ist sich der Notwendigkeit bewusst, die Auswirkungen des Kunststoffverbrauchs zu verringern, und hat sich zum Ziel gesetzt, nachhaltige Materialien, wie z. B. Graphen zu erforschen. Dieses ist für seine aussergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften bekannt und trägt dazu bei, Prozesse und die Leistung der Endprodukte, in denen es eingesetzt wird, erheblich zu verbessern.

Der Grund für die Forschungen auf diesem Gebiet war die Herausforderung, die sich durch Nageldurchschläge in Verpackungen während des Abfüllprozesses stellte. Ende 2022 taten sich Gerdau und Gerdau Graphene zusammen, um die Durchstossfestigkeit mit Poly-G zu verbessern. Dieser bahnbrechende Graphen-Masterbatch im industriellen Massstab wurde speziell entwickelt, um einen effektiven Transport und gleichmässige Verteilung von Graphen in der Polymermatrix von Verpackungsmaterialien zu erzielen.

Daraus resultierte, dass 39% weniger Verpackungsschäden entstehen, dem Verpackungsmaterial verbesserte mechanische Eigenschaften verliehen wurden und eine Steigerung der Kunststoffproduktion um 33% pro Kilogramm Polymer. Dies hat eine Reduzierung der Kosten um 9.8% pro Verpackungseinheit zur Folge.

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Signifikate Materialeinsparungen und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Verpackungsfolien bereits bei kleinen Einsatzkonzentrationen

Durch den Zusatz von lediglich 1% des Poly-G Graphen-Masterbatch in LDPE können bereits signifikate Verbesserungen von Folien erzielt werden. Hervorzuheben sind an dieser Stelle die Reduzierung der Schichtdicke von 25% bei gleichzeitig erhöhter Strechtfähigkeit. Dies ermöglicht, dass jährlich eine bedeutende Menge an unverarbeitetem Polymer eingespart werden kann, was dazu beiträgt, dass weniger Kunststoffabfälle auf Deponien oder in Recyclingzentren entsorgt werden müssen.

Grosses Augenmerk wurde auch darauf gelegt, dass der Masterbatch den Recyclingprozess nicht beeinträchtigt. Auch das Bestreben eine Lösung anzubieten, die sich nahtlos an verschiedene Produkte und industrielle Prozesse anpassen lässt, ohne dass erhebliche Kapitalinvestitionen oder umfangreiche Prozessänderungen erforderlich sind. Der Ready-to-use Ansatz war bei der Entwicklung stets ein bedeutender Aspekt.

Bedeutender Beitrag zur Nachhaltigkeit und Sicherstellung der zukünftigen Wettbewerbsfähigkeit

Die Effizienz des Graphen-Masterbatches trägt wesentlich zu den Zielen des Umweltprogramms der Vereinten Nationen bei. Durch die Reduzierung von Kunststoffabfällen und die Förderung der Wiederverwendung sowie dem positiven Einfluss auf die Recycling Eigenschaften steht dieser Masterbatch im Einklang mit den SDG (Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen für 2030. Somit wird mit dem Poly-G Graphen-Masterbatch ein wichtiger Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und zur Nachhaltigkeit geleistet und damit auch die Sicherstellung der langfristigen Wettbewerbsfähigkeit im Hinblick auf die immer stärker zunehmende Bedeutung von Umweltschutz und Ressourcenschonung.