FirePhyte - Phosphorangereicherte Mikroalgen als Flammschutzmittel für Biokunststoffe

Abstract

Im Projekt FirePhyte wurden entscheidende Fortschritte bei der Entwicklung biobasierter Flammschutzsysteme auf Basis phosphorangereicherter Mikroalgen erzielt. Die CUB etablierte ein erfolgreiches Up-Scaling der Mikroalgenproduktion und identifizierte Desmodesmus sp. als geeignete Substratklasse. Durch optimierte Kultivierungsbedingungen konnten gezielt phosphorangereicherte Biomassen erzeugt werden. Tecnaro integrierte diese Algenbiomasse in erste PLA-Compounds mit 5 und 10 Gew.-% und stellte Zugstäbe aus verschiedenen Biopolymeren und Additivkombinationen her, die umfassend charakterisiert und zur Flammschutzbewertung an die BAM übermittelt wurden. Die BAM führte erweiterte analytische Untersuchungen und Flammtests durch und zeigte, dass Mikroalgen sowohl in PLA als auch in PHBH eine wirksame biobasierte Flammschutzkomponente darstellen. Die thermische Stabilität der Polymere blieb weitgehend erhalten, während die Algen die Flammausbreitung signifikant reduzierten. Ein PLA-Compound mit 10 % Algenanteil erreichte einen LOI-Wert von 25 und liegt damit nahe am Projektziel von 27. Das Vorhaben demonstriert, wie phosphorangereicherte Mikroalgen aus der kommunalen Wasseraufbereitung als nachhaltige Additive in Biokunststoffen eingesetzt werden können. Es verbindet biotechnologische, umwelttechnische und materialwissenschaftliche Ansätze zu einem ressourcenschonenden Wertschöpfungssystem und zeigt das Potenzial mikroalgenbasierter Additive auf, konventionelle Flammschutzmittel teilweise zu ersetzen und zur Entwicklung klimaneutraler Materialsysteme beizutragen.