CFC – CarbonFibreCycle

Carbonfasern im Kreislauf – Freisetzungsverhalten und Toxizität bei thermischer und mechanischer Behandlung

Der Einsatz von Kohlenstofffasern (auch: Carbonfasern, CF) und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) als innovativer Werkstoff in Technologien wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und der Windenergie ist etabliert. 2018 wurde eine globale CFK-Bedarfsmenge von 128,5 kt ermittelt. Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate beläuft sich etwa auf 12 %, bezogen auf den Zeitraum 2010-2018 (Composites-Marktbericht 2019, CC e.V.).

Die zunehmende Verbreitung von CFK-Produkten und der damit einhergehende Anstieg an Produktions- und Bearbeitungsschritten sowie Recycling- und Entsorgungsprozessen können zu einer Freisetzung lungengängiger biobeständiger Stäube führen. Damit nimmt auch die Bedeutung der Fragen nach dem richtigen Umgang mit CFK zu und damit die Frage, inwieweit die hierbei emittierten Feinstäube Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben.

Ziel in diesem Projekt ist die Identifizierung möglicher Freisetzungsszenarien von Kohlenstofffaserstäuben im gesamten Lebenszyklus, inklusive deren Recycling und dem erneuten Einsatz, sowie eine toxikologische Bewertung möglicher Gefährdungen von Kohlenstofffasern. Am Projektende sollen Handlungsempfehlungen zum sicheren Umgang bei der Herstellung, Bearbeitung, dem Recycling und der Entsorgung von CF/CFK abgeleitet werden.

Der Fokus des Instituts für Verbundwerkstoffe (IVW) innerhalb dieses Projekts liegt auf der Herstellung und mechanischen Bearbeitung von CFK zur Bereitstellung und Charakterisierung der dabei emittierten Faserstäube. Zuvor erfolgt eine Stoffstromanalyse zur Identifikation von Freisetzungsszenarien für den Lebenszyklus von CF/CFK, insbesondere bei der mechanischen Bearbeitung. Es werden verschiede Kohlenstofffasern, Neufasern (CF) sowie recycelte Fasern (rCF), mittels des Resin-Tranfer-Moulding Verfahrens zu Platten verarbeitet. Diese werden mit den für CFK gängigen mechanischen Methoden wie Sägen, Fräsen und Schleifen bearbeitet. Die während dieser Prozesse entstehenden Faserstäube werden gesammelt um das Bruchverhalten der CF und rCF zu analysieren. Die Untersuchung der Faserstäube erfolgt mittels rasterelektronenmikroskopischer, sowie lichtmikroskopischer Aufnahmen.

Ansprechpartner

M.Sc.

Sonja Adler

Wiss. Mitarbeiterin Materialkreisläufe

Telefon: +49 631 2017 239

sonja.adler@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/338

Förderungen

Das Projekt „CFC - CarbonFibreCycle“ wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 03XP0195C vom 01.01.2019 – 31.12.2021 gefördert.