Mikroplastikstandards und Referenzmaterialien an der HTWD

Mikroplastikstandards und Referenzmaterial

Die Mikroplastikforschung ist ein schnell wachsendes Forschungsfeld, welches zunehmend mehr praktische Anwendungsgebiete zu verzeichnen hat. Neben den vornehmlich akademisch geprägten Bereichen, wie der Untersuchung von Entstehungs- und Verteilungsprozessen sowie der Schadwirkung von Mikroplastik auf Flora, Fauna und die menschliche Gesundheit, spielen praktische Anwendungen eine zunehmend bedeutendere Rolle. Darunter sei unter anderem dier Überwachung von Mikroplastik sowie dessen Eintragsminderung in bzw. Entfernung aus der Umwelt genannt. Trotz der Vielseitigkeit dieses Themengebiets sind wichtige Fragen zur Normung und Harmonisierung im Bereich Mikroplastik nicht abschließend geklärt. Die Entwicklung und Anwendung von Mikroplastikstandards und Referenzmaterialien stellt daher einen wichtigen Schritt in Richtung vergleichbarer und reproduzierbarer Forschungs- und Messergebnisse dar. 

Auch regulatorische Maßnahmen der Europäischen Union erhöhen den Druck auf die Harmonisierung der Mikroplastikanalyse. Standardisierte Methoden zum Nachweis von Mikroplastik in Wasser für den menschlichen Gebrauch wurden bereits auf den Weg gebracht. Weitere Bereiche, wie die Überwachung von Mikroplastik im Grundwasser und Oberflächengewässern, werden mit großer Wahrscheinlichkeit bald folgen. Für die Validierung der dafür vorgesehenen Nachweismethoden werden dringend neue Standards und Referenzmaterialien benötigt. 

Unser Lösungsansatz

An der HTWD wird ein Verfahren zur Herstellung von Mikroplastikpartikeln mittels Mikroextrusion untersucht. Die Mikroextrusion ist eine additives Fertigungsverfahren, welches die anzahlgenaue Herstellung von größeneinheitlichen Partikeln ermöglicht. Dieses patentierte Verfahren wird im Rahmen des Validierungsprojekts MP-Standards (Validierung eines Verfahrens zur Herstellung von Standards und Referenzmaterialien für die Mikroplastikanalytik im industriellen Maßstab, Förderkennzeichen: 100689050) und der Nachwuchsforschungsgruppe SEMUWA (Sichere Entfernung von Mikroplastik bei der Uferfiltration und Trinkwasseraufbereitung in Sachsen, Förderkennzeichen: 100649438) weiterentwickelt und zur Anwendung gebracht. 

Dieses Verfahren steht im Gegensatz zu dem sonst üblichen Prozess des kryogenen Mahlens, bei dem unregelmäßig geformte Fragmente aus einem Bulkpolymer durch Mahlen hergestellt werden. Anschließend werden die Partikel mittels Siebklassierung in definierte Größenbereiche aufgeteilt.  

Die Mikroextrusion weist das Potential auf, Partikel in einem weiten Größenbereich von 10 µm bis 1000 µm stufenlos herzustellen. Zusätzlich steht ein breites Spektrum an Polymeren zur Verfügung, welches alle thermoplastischen Kunststoffe einschließt. Unsere Spezielisierung liegt auf folgenden Polymeren:

• Polyethylen (PE-LD), 

• Polyamid (PA6) sowie 

• Polymilchsäure (PLA)

• Polycaprolacton (PCL)

Unser Portfolio

Aktuell ist es möglich aus den Polymeren PE-LD, PA6 und PLA Mikroplastikpartikel bis zu einer Mindestpartikelgröße von 300 µm herzustellen. Die durch dieses Verfahren hergestellten Partikel weisen eine einheitliche halbkugelähnliche Form auf, wobei die Partikelgröße bis zu 10 % vom angegebenen Wert abweichen kann. Die Erweiterung der Polymerbandbreite und die Miniaturisierung der Partikelabmessungen sind Gegenstand aktueller Forschung. Im Projekt MP-Standards steht zusätzlich das Up-Scaling der Produktionsmenge durch eine zunehmende Automatisierung des Prozesses und die gleichzeitige Implementierung einer Inline-Prozess-Qualitätskontrolle im Vordergrund. 

Kontakt

Bei Interesse an unseren Standards und Referenzmaterialien könne Sie sich gerne an uns wenden. Gemeinsam können wir Polymertyp und Größe an Ihre Bedürfnisse anpassen. 

Prof. Dr.-Ing. Thomas Himmer

• Z 334A
• +49 351 462 2555
• E-Mail

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

Prodekanin der Fakultät LUC

• Z 304B
• +49 351 462 3250
• E-Mail