Als Engineering Compounds werden Verbundwerkstoffe wie z.B. Polyamide (PA), Polycarbonate (PC) oder Polybutylenterephthalate (PBT) aus sortenreinen Grundstoffen bezeichnet. Ziele der Compoundierung von Kunststoffen sind u.a. die Veränderung von mechanischen Eigenschaften eines Bindemittels, Farbveränderungen, Flammschutz oder die Verbesserung der Witterungsbeständigkeit.
Aus Gründen der Nachhaltigkeit werden Engineering Compounds immer häufiger aus Kunststoffabfällen gewonnen. Es handelt sich bei diesen Werkstoffen also um die rohstoffliche Wiederverwertung von Kunststoffabfällen. Dazu gehören sowohl Kunststoffabfälle aus der Industrie als auch gebrauchte PET-Flaschen. Kunststoffrecycling ist nicht nur ein Beitrag zum Umweltschutz, sondern bedeutet vor allem, Kunststoff als echten Wertstoff zu begreifen, der sehr kundenspezifisch wieder in den Werkstoffkreislauf integriert werden kann. Wegen ihrer variablen Zusammensetzung und vielseitigen Eigenschaften tragen Verbundwerkstoffe bzw. Compounds zudem zu einer größeren Kosteneffizienz bei.
Durch die Spaltung von Polymerketten unter Wärmeeinwirkung entstehen aus hochwertigen Kunststoffabfällen petrochemische Grundstoffe wie Öle und Gase, die als Basis für neue Kunststoffe verwendet werden können.
Beispiele hierfür sind u.a. die teilkristallinen Polyamide (PA), die sich durch hohe Steifigkeit, thermische Festigkeit und mechanische Beständigkeit auszeichnen. Zu dieser Gruppe zählen:
- PA6, mit einer sehr guten chemischen Beständigkeit
- PA66, das über geringere Wasseraufnahme verfügt als PA6
- PA46, welches auch bei höheren Temperaturen verwendet werden kann
- PA11, ein Hochleistungs-Polyamid auf Bio-Basis aus nachwachsenden Rizinussamen
- PA12 mit der geringsten Wasseraufnahme aller Polyamide
Weitere Engineerings Compounds sind:
Polycarbonat (PC) verfügt als amorpher Thermoplast über hohe Wärmeformbeständigkeit und gute Maßhaltigkeit.
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein amorpher, thermoplastischer Standardkunststoff mit guten mechanischen und chemischen Eigenschaften.
Polyolefine (PP, PE) sind teilkristalline Kunststoffe und besitzen eine niedrige Dichte, Festigkeit, Härte und Temperaturfestigkeit bei gleichzeitiger Chemikalienfestigkeit.
Polybutylenterephthalat (PBT) ist ein thermoplastischher Kunststoff und verfügt über sehr hohe Maßbeständigkeit, gute Reibungs-und Verschleißeigenschaften und erweist sich als widerstandsfähig gegen einige Lösungsmittel.
Das Blend aus PC und ABS kombiniert die Vorteile beider Polymere, deren Steifigkeit sich durch Beimischung von Glasfasern noch erhöhen lässt.
Die thermoplastischen Kunststoffe PPA, PPE, PPS und LCP werden aufgrund ihrer hohen Hitzebeständigkeit und ingenieurstechnischen Optimierung als Hochleistungskunststoffe bezeichnet.
Mithilfe des Zusatz von Glasfaser, Kohlefaser oder anderen Additiven wie Licht- und Hitzestabilisatoren, Elastomeren, Gleitmitteln usw. können technische Kunststoffe sehr vielfältig eingesetzt werden. Die Zugfestigkeit von Standard PC kann laut dem internationalen Informationsdienstleister IHS Markit z.B. von 69 MPa auf 145 MPa erhöht werden, indem dieses Engineering Compound mit 30% Glasfaser verstärkt wird.
Wegen ihrer Kombination aus großer Widerstandfähigkeit und geringem Gewicht, bieten sich Engineering Compounds besonders als Metallersatz an. Das macht sie zu einem begehrten Material in der Herstellung von elektronischen oder medizinischen Geräten, aber auch für Autozulieferer oder im Baugewerbe. Zudem ist die Produktion von kompliziert geformten Teilen unter Anwendung von Engineering Compounds erheblich einfacher. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf die Kosteneffizienz aus, sondern ermöglicht vor allem eine Umsetzung, die kundenspezifisch auf die jeweiligen Anwendungsbereiche eingehen kann.
Haupteinsatzgebiete von Engineering Compounds sind Elektrogeräte und die Transportindustrie. Hier werden die Hochleistungskunststoffe vor allem im Schiffs-und Flugzeugbau, aber auch in der Autoindustrie benötigt. 40-45% aller technischen Kunststoffe werden schätzungsweise in diesem Sektor verbaut, was nicht zuletzt zu einer größeren Kosteneffizienz der Transportmittel beiträgt.
Der Elektromarkt umfasst etwa 35-40% des Compounding-Marktes. Engineering Compounds werden u.a. für Spulen, Schalter und Steckdosen gebraucht.
Weitere Bereiche, in denen Thermoplaste zum Einsatz kommen, sind z.B. industrielle Anwendungen oder Sanitäranlagen.
Das Bedürfnis nach Umweltschutz birgt erhebliches Entwicklungspotential für Engineering Compounds. Das neu geweckte Interesse an Kunststoffrecycling nicht nur von PET-Flaschen, sondern von Plastik im Allgemeinen, eröffnet viele Möglichkeiten der Anwendung von technischen Kunststoffen aus Altkunststoff, die besonders kundenspezifisch sind. So kündigte das Portal „Greencarreports.com“ bereits im Januar 2012 an, dass die Türpolsterung des 2013 neu ausgelieferten Ford Escape aus mit Kenaf (einer baumwollartigen, tropischen Hibiskus-Pflanze) verstärktem PP hergestellt würde, was das Gewicht dieser Dichtungen um 25% reduzierte. Es sind also nicht nur die allseits bekannten PET-Flaschen, die zur Wiederverwertung kommen.
Produkte aus technischen Kunststoffen leisten einen grundsätzlichen Beitrag zum Umweltschutz durch Kunststoffwiederaufbereitung. Das Einsparpotential bei Kohlenstoffdioxid durch den Einsatz von Engineering Compounds liegt bei 2kg CO2 und 1,3 Litern Rohöl gegenüber Neuware.
Eine Studie von IHS Markit schätzt, dass der Weltmarkt für Engineering Compounds jährlich um 4% wachsen wird. Für die Hochleistungskunststoffe PPE und PPS wird sogar ein jährliches Wachstum von bis zu 7% angenommen.