Molekulare Simulation des Mehrkomponenten­systems PVC-Weichmacher für die Entwicklung nachhaltiger, langlebiger und gesundheitlich unbedenklicher (Verbund-) Materialien

AUFGABENSTELLUNG

Die für die Herstellung weicher PVC-Produkte benötigten Weich­macher entweichen durch Migrations­prozesse mit der Zeit aus dem Produkt, was nicht nur mit der Verschlech­terung von Produkt­eigen­schaften, sondern auch mit Risiken für Gesund­heit und Umwelt verbunden sein kann. Der Ersatz klassischer Phthalat-Weich­macher durch neue, unbe­denk­liche Weich­macher ist dabei eine aktuelle Heraus­forderung, die mit hohem Aufwand entlang der gesamten Wert­schöpfungs­kette für Forschung, Entwicklung und Prüfung verbunden ist und lange Markt­einführungs­zeiten verur­sacht.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Ziel des Projektes ist es, molekular­dyna­mische Simula­tionen für die Vorher­sage der Eigen­schaften von PVC-Weich­macher-Mischungen nutzbar zu machen, um den Entwicklungs­prozess nach­hal­tiger, lang­le­biger und gesund­heit­lich unbe­denk­licher Weich-PVC-Produkte zu unter­stützen.

NUTZEN | AUSBLICK

Mit Hilfe der Simula­tionen könnten potentielle Weich­macher­kandi­daten zunächst ohne aufwändige und lang­wierige Labor­versuche auf ihre prinzi­pielle Eignung getestet werden. Die Simula­tionen ermög­lichen es dabei, die Wirkungs­weise auf atomarer Ebene sowie das Zusammen­spiel aus PVC und Weich­macher direkt zu verfolgen. Die mecha­nischen und ther­mischen Eigen­schaften sowie thermo­dyna­mische und Verteilungs­größen könnten für gegebene Zusammen­setzungen rein theo­retisch berechnet werden, was der Rezeptur­opti­mierung zu Gute kommt und die Zahl notwen­diger Labor­versuche und -prüfungen verringert. Auf diese Weise könnten die Zeit und die Kosten bei der Entwicklung neuer Weich-PVC-Produkte deut­lich redu­ziert werden.