Hintergrund

Die Welt steht vor der Herausforderung, fossile Ressourcen durch nachhaltige Alternativen zu ersetzen. Die Bioökonomie, also die Nutzung nachwachsender Rohstoffe wie Biomasse, gilt als vielversprechender Weg. In Ländern wie Deutschland sind die Potenziale jedoch begrenzt. Länder mit mehr Fläche und Biomassepotenzial, etwa Australien, könnten hier eine wichtige Rolle spielen. Dafür braucht es internationale Zusammenarbeit. Bisher fehlt ein klarer Begriff der „globalen Bioökonomie“ sowie ein Bewertungsrahmen, der ökologische, soziale und ökonomische Nachhaltigkeit entlang bio-basierter globaler Wertschöpfungsketten integriert.

Zielsetzung

Ein Ziel der Forschung am IKK im Bereich Nachhaltigkeitsbewertung ist es, ein Konzept für eine nachhaltige globale Bioökonomie zu entwickeln. Studentische Arbeiten können dazu einen wichtigen Beitrag leisten, beispielsweise durch Fallstudien, die Analyse bestehender Modelle oder die Erarbeitung von Kriterien für nachhaltige Kooperationen. Die Arbeiten können theoretisch angelegt sein oder auch praktische Elemente, wie beispielsweise Ökobilanzen, enthalten.

Mögliche Themen (auf Deutsch oder Englisch)

• Nachhaltigkeit der Bioökonomie (Literaturanalyse)
• Lebenszyklusanalyse von bio-basierten globalen Wertschöpfungsketten
• Methodik zur Berechnung des Bioökonomiepotenzials in Deutschland
• Methodik zur Bewertung des nachhaltigen Bioökonomiepotenzials von Ressourcen
• Weitere ähnliche Themen oder eigene Themenvorschläge möglich

Dein Profil

• Zuverlässig, strukturiert und kreativ
• Interesse am wissenschaftlichen Arbeiten
• Interesse an Nachhaltigkeit, Ökobilanzierung und Bioökonomie
• Bachelor oder Masterstudium an der LUH in einer technischen oder naturwissenschaftlichen Fachrichtung
• Idealerweise erste Erfahrungen mit Ökobilanzsoftware (z. B. LCA for Experts)

Startzeitpunkt ist jederzeit möglich.

Hintergrund

Viele Kunststoffbauteile bestehen aus sogenannten Blends. Diese beschreiben eine physikalische Mischung unterschiedlicher Polymere mit dem Vorhaben, gezielt von den Eigenschaften der einzelnen zugesetzten Polymere zu profitieren. In teilkompatiblen Systemen verteilt sich dabei das mengenmäßig in geringerem Anteil vorkommende Polymer in dem Polymer mit dem dominerenden Mengenanteil. Abhängig von den Verträglichkeitseigenschaften des Blends bilden sich unterschiedlich große Einschlüsse des gelösten Polymers in der Mischung aus, was wiederum einen maßgeblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des entstehenden Produkts hat (siehe Abbildung 1). Die feine Verteilung („Dispersion“) des gelösten Polymers ist dabei der wünschenswerte Zustand, da so die Vorteile beider Polymere optimal genutzt werden können. Bei der Entstehung des Polymergefüges spielen jedoch nicht nur die chemischen Beziehungen der Polymere eine Rolle. Durch Variationen von Prozessführungsparametern lassen sich gezielte Änderungen der Phasenmorphologie, also der Verteilung der Polymere in der Mischung, erreichen.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll der Einfluss von Prozessführungsparametern wie der Abzugsgeschwindigkeit, Düsendurchmesser, Schneckendrehzahl oder Durchsatz bei der Extrusion von teilkompatiblen Polymeren auf ihre Phasenmorphologie untersucht werden.

Die vorgesehenen Arbeitspakete umfassen:

• Durchführung einer Literaturrecherche zum Stand der Technik bei der Extrusion von Polymerblends und der Ermittlung relevanter Einflussgrößen,
• Ausarbeitung eines geeigneten Versuchsplans,
• Praktische Durchführung der Extrusionsversuche und Analyse des Polymergefüges mittels Rasterelektronenmikroskop & Kerbschlagbiegeuntersuchung,
• Auswertung und Diskussion der Versuchsergebnisse, sowie
• Ableitung von Empfehlungen für die Prozessführung in der Extrusion teilkompatibler Blends.

Erforderliche Kenntnisse

Grundkenntnisse zu Kunststoffen und ihrer Verarbeitung wären vorteilhaft, aber nicht zwingend notwendig. Erfahrung mit wissenschaftlicher Versuchsplanung und -durchführung im Laborumfeld wäre ebenfalls von Nutzen. Darüber hinaus sollte Bereitschaft zur praktischen Arbeit und Analyse von Materialproben bestehen.

Bewerbung & Rückfragen

Bei Interesse bitte Rückmeldung an M. Sc. Simon Lowitzki (lowitzki@ikk.uni-hannover.de). Die Abschlussarbeit ist zum nächst möglichen Zeitpunkt zu vergeben. Gerne kann die Ausschreibung nach Rücksprache noch an individuelle Wünsche oder Rahmenbedingungen angepasst werden.

Am Institut für Kunststoff- und Kreislauftechnik (IKK) ist eine Masterarbeit (m/w/d) zum Thema „Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit von PBSA und PBSAT als Alternative zu konventionellen Kunststoffen im Fischereisektor“ zum nächstmöglichen Termin zu vergeben. Die ausgeschriebene Studien-/Abschlussarbeit bietet die Möglichkeit, erste Einblicke in das wissenschaftliche und industrielle Arbeiten im Bereich der Abbaubarkeit von Kunststoffen zu erhalten. Die Umsetzung der Tätigkeit erfolgt am IKK (Garbsen). 

Aufgabenbeschreibung

Kunststoffe tragen maßgeblich zur Umweltverschmutzung bei, da sie über direkte oder indirekte Wege in die Umwelt gelangen und dort nur sehr langsam bis gar nicht abgebaut werden. Konventionelle Kunststoffe wie Polyethylen (PE) oder Polyamid (PA) fragmentieren vorwiegend durch u. A. mechanischen Abrieb zu Mikro­plastik, das aufgrund seiner kleinen Größe insbesondere auch in die unteren Ebenen der Nahrungskette eindringen kann und so ökologische Systeme chronisch belastet. 
Eine bedeutende Quelle von Mikroplastik in den Weltmeeren ist der Fischerei­sektor, in dem Kunststoffe durch den allgemeinen Verschleiß oder z. B. den Verlust von Fischernetzen die Umwelt belasten. Eine Mitigierungsstrategie dieser Belastung entgegenzuwirken ist die Substitution genannter konventioneller Kunststoffe durch biologisch abbaubare Alternativen wie Poly(butylensuccinat-co-adipat) (PBSA) und Poly(butylensuccinat-co-adipat-co-terephthalat) (PBSAT).

Die IKK unterstützt das norwegische Forschungsinstitut SINTEF bei seinen Studien zu biologisch abbaubaren Kunststoffen für Meeresanwendungen im Rahmen des Projekts Dsolve.

Im Rahmen der Masterarbeit soll die biologische Abbaubarkeit von PBSA und PBSA im Vergleich zu konventionellen Kunststoffen unter variierten Umwelt­bedingungen untersucht werden und als nachhaltige Alternative für den Fischerei­sektor bewertet werden.

Zusammen mit SINTEF soll am IKK das biologische Abbau­verhalten in Anlehnung an aktuelle Normen von PA6, PBSA und PBSAT in Salz­wasser/Sediment untersucht werden. Dafür steht am IKK das respirometrische Messsystem OxiTop®-IDS zur Verfügung. Die Abbaubarkeit soll in Abhängigkeit von Parametern wie Probenform und Umweltmedium untersucht werden. Weiter­hin sollen Strategien Probenrückgewinnung aus dem Versuch entwickelt werden.

Erwartete Qualifikationen

Voraussetzung für die Durchführung der Masterarbeit ist die gültige Immatrikulation in einem natur- oder ingenieurwissenschaftlichen Studiengang. Sie interessieren sich für Kunststoffe, arbeiten gerne praktisch und haben bereits erste Erfahrung im Bereich der Werkstoffprüfung, insbesondere in: 

• Mikroskopischen Verfahren
• Polymerchemischer Analytik

Sie sind in der Lage im Team oder selbstständig, verantwortungsbewusst zu arbeiten. Eine zuverlässige und konzentrierte Arbeitsweise sowie ein hohes Maß an Leistungsbereitschaft und Flexibilität zeichnen Sie aus.

Unser Angebot

Wir bieten Ihnen eine vielfältige Tätigkeit, in der Sie an anwendungsorientierter Forschung im Bereich nachhaltiger und ökologischer Kunststoffe mitwirken können. Die Mitarbeit in unserem Team wird es Ihnen ermöglichen, in kurzer Zeit ein breites Spektrum an fachlichen Erfahrungen zu gewinnen. Wir setzen auf eine offene und kollegiale Arbeitsatmosphäre und bieten Ihnen zudem viel Freiraum, um selbstständig und eigenverantwortlich zu arbeiten. 

Bitte richten Sie Ihre Bewerbung mit den üblichen Unterlagen bis zum 31.10.2025 in elektronischer Form an die u.g. E-Mail-Adresse oder alternativ postalisch an: