Die Diskussion um PFAS nimmt an Fahrt auf: Aufgrund möglicher regulatorischer Einschränkungen durch die ECHA suchen Unternehmen bereits heute nach Alternativen zu fluorhaltigen Additiven in Kunststoffen. Mit dem neuen Verbundprojekt „CompoPFAS“ adressiert das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF diese Herausforderung gezielt im Bereich flammgeschützter Formulierungen.
Ziel ist es, die chemisch-physikalischen Wirkmechanismen von PFAS zu entschlüsseln und durch Forschung geeignete Substitute zu identifizieren. Teilnehmende Unternehmen bringen ihre polymeren Schwerpunkte ein und erhalten über mehrere Entwicklungsschritte hinweg fundierte Empfehlungen – von der Additivstruktur bis zur Compoundierung. Im Fokus: praxistaugliche, PFAS-freie Lösungen.
PFAS-Ersatzstoffe gezielt entwickeln – mit wissenschaftlicher Begleitung
Das Projekt „CompoPFAS“ knüpft an ein erfolgreich abgeschlossenes Vorhaben zur Evaluation von PFAS-Alternativen an, an dem 21 Unternehmen aus Medizintechnik und Maschinenbau beteiligt waren. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird nun tiefer in die Funktionsweise fluorhaltiger Additive wie PTFE oder Perfluorbutansulfonat eingetaucht, um systematisch passende Substitutionsstrategien zu entwickeln.
Im Mittelpunkt stehen Additive, die als Antitropfmittel, Flammschutzmittel oder farbgebende Komponenten in technischen Compounds dienen – allesamt mit herausforderndem Substitutionsbedarf. Denn viele PFAS-basierte Stoffe verfügen über ein einmaliges Eigenschaftsprofil, das nicht ohne Weiteres ersetzt werden kann. Genau hier setzt die Forschung am LBF an.
Kunststoffformulierungen methodisch getestet
In einem strukturierten Forschungsansatz werden bis zu vier Compoundier- und Spritzgusskampagnen mit jeweils 12 Formulierungen durchgeführt. Ziel ist es, das Brandverhalten (z. B. nach UL-94 oder LOI), mechanische Eigenschaften sowie optische Merkmale der entwickelten Compounds zu erfassen und mit fluorhaltigen Referenzen zu vergleichen.
Darüber hinaus kommen Verfahren wie thermogravimetrische Analysen (TGA) oder Rasterelektronenmikroskopie zum Einsatz, um die Wirkmechanismen der Additive – ob fluorhaltig oder PFAS-frei – auf molekularer Ebene zu verstehen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen kontinuierlich in die Optimierung der Rezepturen ein.
Handlungsempfehlungen für die Industrie: PFAS gezielt ersetzen
Die beteiligten Unternehmen erhalten am Ende konkrete Handlungsempfehlungen zu geeigneten PFAS-Substituten, deren Einsatzmöglichkeiten und etwaigen Einschränkungen. Dabei werden auch Struktur-Eigenschaftsbeziehungen analysiert, um die Wirkweise der neuen Materialien besser einschätzen zu können.
Das Projekt startet im Juli 2025 und ist auf eine Laufzeit von zwei Jahren angelegt. Gesucht werden interessierte Partner aus der Kunststoffbranche, die aktiv an der Entwicklung nachhaltiger, PFAS-freier Lösungen mitwirken wollen – insbesondere mit Fokus auf flammgeschützte Compounds.
