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anzeige wir wissen, was die zukunft bringt. schließlich beliefern wir sie. evonik ist der kreative industriekonzern aus deutschland. mit ideenreichtum, mit spezialchemie und mit unserer strategischen innovationseinheit creavis liefern wir die lösungen, die unsere welt von morgen prägen werden – von kosmetik bis 3d-druck. unser know-how und unsere klare vision von der zukunft machen uns zu einem verläss- lichen partner für industrie und investoren. gerne auch für sie. besuchen sie die zukunft unter www.creavis.de. 2 elements #57 das innovationsmagazin von evonik

additive manufacturing wo 3d-druck chancen für die serienfertigung bietet foto: shutterstock grafik: c3 visual lab einlegesohlen aus dem 3d-drucker das kanadische start-up wiivv wearables, an dem evonik über seine venture- capital-einheit beteiligt ist, setzt den 3d-druck für die individualisierte massenproduktion von biomechanisch optimierten einlegesohlen ein. polsternde deckschicht antirutsch-pad silikonkissen zur stabilisierung 3d-gedruckte polyamidsohle 4 global challenges: additive manufacturing elements #57 das innovationsmagazin von evonik

additive manufacturing wo 3d-druck chancen für die serienfertigung bietet schmilzt. die dicke der einzelnen schicht liegt in der regel bei 0,10 bis 0,12 millime- tern, der zuwachs pro stunde bei zwei bis vier zentimetern. zu diesen verfahren gehört das selektive lasersintern, bei dem ein laser die bauteile erzeugt. das selektive heizschmelzen (shs) nutzt statt des lasers einen thermischen druckkopf. relativ neu ist das high speed sintering (hss). hier wird das pulver mit einer energieabsorbierenden tinte bedruckt und unter infrarotlicht erwärmt. der vorteil dieser sinterprozesse liegt darin, dass ex- terne stützstrukturen auch bei auskragen- den segmenten überflüssig sind. vielmehr gibt das umliegende pulver dem in die höhe wachsenden bauteil ausreichend halt und wird nach der fertigung aufbereitet und er- neut eingesetzt. neue polyamide für moderne sinterverfahren polyamid 12 ist auch das material der wahl für ein neues verfahren des amerikanischen it-konzerns hp inc. (ehemals hewlett-­ loten daher im moment aus, wo die grenzen der wirtschaftlichkeit herkömmlicher ver- fahren liegen und für welche produkte es lohnt, auf additive fertigung umzustellen. in der begeisterung über den ganz neuen wegzuhochfunktionalenbauteilenwirdje- doch leicht übersehen, dass es nicht nur um den faktor zeit geht. damit additive verfah- ren wettbewerbsfähig und wirtschaftlich werden, spielen andere punkte ebenfalls eine entscheidende rolle: wie reproduzier- bar sind die eigenschaften eines additiv ge- fertigten produkts? wo werden standards für material und maschine gebraucht? wel- che verfahren und welche werkstoffe setzen sich durch? für bauteile aus polyamid haben sich bis- lang pulverbasierte verfahren (powderbed fusion) im markt etabliert. damit werden derzeit einige serienprodukte sowie test- bauteile und viele funktionsprototypen hergestellt. bei diesen prozessen wächst die struktur in einem pulverbett aus polymer- partikeln,indemeineenergiequelleschicht für schicht das dreidimensionale profil er- damit prädestiniert für diese zukunfts- weisende technologie. mit polyamid 12 (pa12) ist evonik einer der weltweit führen- denanbietervonpulvernfürden3d-druck; mit vestakeep® am 9000 bietet der kon- zern sogar ein peek-material (poly­ ether­ ether­ keton) für den einsatz im hochtempe- raturbereich. 2015 hat sich evonik zugang zu einem hochinnovativen marktsektor der wear­ ables, der am körper getragenen elek- tronik, verschafft: das unternehmen betei- ligt sich über seine venture-capital-einheit an dem kanadischen start-up wiivv wear­ ables inc. wiivv produziert aus pa12 bio- mechanisch optimierte einlegesohlen und gehört zu den ersten, die additive verfahren für die individualisierte massenproduktion nutzen. für die sohlen erstellt eine software anhand von fotos zunächst eine 3d-form des fußes. die form wird dann in daten übersetzt, die ein entsprechender drucker sofort verarbeiten kann. künftig sollen zu- sätzlich elektronische sensoren in die soh- len integriert werden. damit lassen sich be- wegungsabläufeetwaimprofisporterfassen und verbessern. schnelle durchdringung des markts erwartet der digitale schichtbau ist sauber, schnell und innovativ – er passt also perfekt in eine industriewelt, in der jeder cent und jede se- kunde zählen. entsprechend hoch sind seit jahrendieerwartungenandieentwicklung der werkzeuglosen fertigung. marktfor- scher prognostizieren, dass der weltmarkt in den jahren 2015 bis 2020 um circa 25 pro- zent pro jahr wachsen wird. einiges spricht tatsächlich für eine schnelle marktdurchdringung: 3d-drucker sind leistungsfähiger als noch vor wenigen jahren. erfassung, speicherung und verar- beitung enormer datenmengen sind keine hürden mehr. auch die palette der geeig- neten materialien wird größer. viele firmen grafik: c3 visual lab die multi-jet-fusion™-technologie von hp in den mit pulver gefüllten bauraum (a) werden zwei flüssigkeiten (agents) mit unterschiedlicher wärme­ leitfähigkeit in das pulverbett gedruckt (b, c). die wärmeleitfähige flüssigkeit bewirkt, dass das bedruckte pulver unter infrarot schmilzt und die jeweilige schicht bildet (d). die zweite flüssig- keit fungiert als detailing agent und sorgt für scharfe kanten und gute oberflächenqualität (e). quelle: hp pulverauftrag verschmolzen verschmolzen pulver pulver drucken des fusing agent drucken des detailing agent energie (a) (b) (c) (d) (e) digitale schichtarbeit das prinzip der additiven fertigung am beispiel des lasersinterns: dabei werden die bauteile auf basis eines computermodells automatisch schicht für schicht mit einem laser aufgebaut. quelle: eos (1) digitales datenmodell des bauteils (2) auftrag der pulverschicht (3) verschmelzen des pulvers im bauteilquerschnitt (4) bauplattform senkt sich (5) auftrag der nächsten pulverschicht (6) der vorgang wiederholt sich, bis das bauteil fertig ist (7) fertiges bauteil nach entfernen des nicht verschmolzenen materials (2) (1) (3) (4) (5) (6) (7) aufschmelzen 6 global challenges: additive manufacturing elements #57 das innovationsmagazin von evonik

additive manufacturing wo 3d-druck chancen für die serienfertigung bietet fotos: evonik auf dem weg zu einer werkzeuglosen se- rienfertigung sind daneben noch andere herausforderungen zu meistern. die wirt- schaftlichkeit der verfahren muss deutlich gesteigert werden, beispielsweise durch höhere recyclingraten des materials und konstant kurze fertigungszeiten. die pa- lette der verfügbaren und erprobten werk- stoffe muss breiter werden. auch fehlt es an scheinbar ganz simplen erfahrungen: sind vor- und nachgeschaltete verarbeitungs- prozesse für 3d-bauteile notwendig, und wie müssen sie aussehen? auch wenn die additive fertigung lang- samer fuß fassen wird als noch vor weni- gen jahren prognostiziert – die polymer­ experten von evonik sind entschlossen, sich konsequent jede neue anwendung zu erobern. das bedeutet, die dynamik im markt zu beobachten, innovationen vor- anzutreiben, die eigene kompetenz gezielt und frühzeitig einzubringen. vor allem die kooperationen mit anlagenherstellern und 3d-anwendern sieht evonik als tür­ öffner zu einem der spannendsten zukunfts- märkte für technische kunststoffe und hochleistungs­polymere. diese mühe lohnt, denn die richtung ist vorgegeben: eine individualisierte und zugleich ressourcensparende massenpro- duktion ist nur durch extrem flexible und hoch vernetzte digitale fertigungssysteme möglich. dazu trägt auch bei, dass jung- forschern und nachwuchskräften in der industrie die gesetze der virtuellen welt vertraut und der feste glaube an digitale daten in die wiege gelegt sind. die etablie- rung einer werkzeuglosen fertigung ist da- her auf längere sicht keine frage, sondern programm. die experten wolfgang diekmann ist im innovations- management des segments resource efficiency verantwort- lich für die entwick- lung von pulver- materialien für den 3d-druck. wolfgang.diekmann @evonik.com thomas große- puppendahl leitet im geschäftsgebiet high performance polymers die produktlinie engineered products. thomas.grosse- puppendahl@evonik.com sylvia monsheimer ist bei high perfor- mance polymers global verantwortlich für das marktsegment neue 3d-druck- technologien. sylvia.monsheimer @evonik.com beständigkeit, zudem zeigt das material eine exzellente steifigkeit, verbunden mit optimaler bruchdehnung. produkte aus pa613 sind daher extrem fest, aber nicht spröde und somit ideal für alle mobilitäts- anwendungen, bei denen teile leicht und präzise, zugleich hoch belastbar und bruch- sicher sein müssen. derzeit wird der neue 3d-werkstoff bei kunden bemustert. er- folgreich getestet wurde pa613 bereits im motorsport: ein luftkanal mit integriertem wärmeschild überstand problemlos mehre- re rennen in einem lotus-rennwagen. damitdiewerkzeuglosefertigungserien- reif wird, braucht es nicht nur das richtige material und ein schnelles verfahren. zu- sätzlich ist entscheidend, dass qualität und zuverlässigkeit der gesamten wertschöp- fungskette sichergestellt werden. stabile prozesse, eine gleichbleibend hohe qualität des werkstoffs und reproduzierbare eigen- schaften der gefertigten bauteile haben aus sicht der anwender höchste priorität. das deutsche unternehmen eos, markt- führer bei anlagen für das lasersintern und langjähriger partner von evonik, hat daher im juli 2016 eine qualitätsinitiative gestar- tet. sie umfasst alle technischen faktoren von material, prozess und lieferkette, die direkt einfluss auf die produktqualität ha- ben.evonikbeteiligtsichandieserinitiative und wird umfassendes know-how und be- währtes qualitätsmanagement bei rohstof- fen und pulvertechnologie einbringen. qualität und normen gefragt für serienreife oft wurde bislang vernachlässigt, dass qualität, normen und standards keine an- forderungen einer alten, überholten indus- trie sind, sondern entscheidende faktoren auch für eine digitalisierte und ausgespro- chen dynamische branche. die erarbeitung von normen, insbesondere im internatio­ nalen kontext, braucht zeit. in den ver- gangenen zwei jahren wurden wichtige spezifikationen auf den weg gebracht, und die zahl der verabschiedeten oder in arbeit befindlichen standards ist auf rund zwei dutzend gewachsen. allerdings gibt es für den einsatz von polymeren im 3d-druck bislang erst wenige normen, vor allem für prüfverfahren. »kooperationen öffnen die tür zu einem der spannendsten zukunfts­- märkte für hoch­ leistungspolymere.« sylvia monsheimer test bestanden dass der neue 3d-kunststoff pa613 problemlos unter der motorhaube verbaut werden kann, bewies ein daraus gefertigter luftkanal mit inte­ griertem wärmeschild in einem lotus-renn- wagen. durch additive ­ fertigung lassen sich komplexe drei­ dimensionale formen werkzeuglos in einem stück herstellen. mehr freiheit beim design 8 global challenges: additive manufacturing elements #57 das innovationsmagazin von evonik

thermal insulation wieso dünne wärmedämmplatten vor brand schützen grafik: c3 visual lab beton calostat® fassadenverkleidung 10 global challenges: thermal insulation elements #57 das innovationsmagazin von evonik

thermal insulation wieso dünne wärmedämmplatten vor brand schützen grafik: c3 visual lab kühl im sommer die wärmeleitfähigkeit von calostat® hängt kaum von der temperatur ab. es bietet deshalb schutz auch bei sommerlichen temperaturen. bestnoten bei dämmung und brandschutz durch die kombination aus nichtbrennbarkeit und niedriger wärmeleitfähigkeit ist calostat® etablierten dämmmaterialien überlegen. ein minimum reduziert. die sehr kleinen poren­ räume behindern zudem die wär- meleitung durch gas. auch die wärme- strahlung hat bei der calostat® platte keine chance. das material und seine feine porenstruktur haben noch einen zweiten vorteil: im un- terschied zu herkömmlichen isolationsma- terialien ist die wärmeleitfähigkeit kaum temperaturabhängig. calostat® verhin- dert deshalb nicht nur das abkühlen der innenräume im winter, sondern auch das aufheizen im sommer, wenn hausfassaden leicht temperaturen bis zu 80 °c erreichen können. das zahlt sich insbesondere bei gebäuden mit leichter paneelbauweise aus. hier können die innenräume im sommer schnell überhitzen, weil nur verschattung durch jalousien nicht ausreicht. stärken bei wohnklima und brandschutz der grund, warum die wärmeleitfähigkeit von calostat® kaum von der tempera- tur abhängt, ist das günstige temperatur­ amplitudenverhältnis – ein komplexes zusammenspiel von spezifischer speicher- kapazität, dichte und wärmeleitfähigkeit. es beschreibt die phasenverschiebung der temperaturmaxima im wärmedurchgang durch eine außenwand. untersuchungen am bayerischen zentrum für angewandte energieforschung in würzburg (zae) ha- ben gezeigt, dass die wärme bei einer mit calostat® gedämmten wand erst nach acht bis zwölf stunden an der innenwand ankommt, also in der nacht. dann ist die außenluft abgekühlt, und durch fenster- lüftung lässt sich ein angenehmes wohn­ klima erzeugen. seit dem start der markteinführung von calostat® im jahr 2013 hat das entwick- lerteam die zeit genutzt, um sich mit den bedürfnissen von kunden und endverbrau- chern auseinanderzusetzen. in zahlreichen referenzobjekten hat es die leistungsfähig- keit der wärmedämmplatten demonstriert. jüngstes beispiel ist die dämmung von kel- ler- und tiefgaragendecke in einem denk- malgeschützten altbau in der düsseldor- fer altstadt, der um einen neubau ergänzt wurde. tiefgaragenstruktur und sprinkler- anlage des altbaus sollten aus kostengrün- den erhalten bleiben, obwohl sie nur wenig platz für wärmedämmung und brand- schutz boten; die struktur des neubaus musste entsprechend angepasst werden. hier konnte calostat® seine stärken ausspielen, weil es hohen brandschutz, gute wärmedämmung der kellerdecke und frostschutz für die sprinkleranlage auf kleinstem raum bietet. die dämmschicht form, sondern verliert auch seine guten dämmeigenschaften. deshalb blieb ihm der einsatz als dämmmaterial in der bau­ branche bislang verwehrt. kernhydophobierung ebnete weg in baubranche den durchbruch brachte eine neue techno- logie von evonik zur kernhydrophobierung – dadurch wird nicht nur die oberfläche, sondern die komplette porenstruktur was- serabweisend. als folge kann wasserdampf durch das material diffundieren, ohne die struktur zu zerstören oder darin zu kon- densieren. das ebnete ihm den weg in die baubranche. außerdem ist das kernhydrophobierte calostat® auch nicht anfällig gegen schim­ mel, sodass fungizide und biozide überflüssig sind. die tatsache, dass es auf mineralischen rohstoffen basiert, erklärt nicht nur den hervorragenden brandschutz, sondern macht das material im unterschied zu anderen dämmstoffen auch recycling­ fähig. alternativ kann es im normalen bauschutt entsorgt werden, was der hart kalkulierenden baubranche einen kosten- vorteil verschafft. grundsätzlich kommt die in der däm- mung unerwünschte wärmeleitfähigkeit auf drei wegen zustande: durch festkörper­ wärmeleitung, durch wärmetransport über gase, der zum beispiel bei mehrfach ver- glasten fenstern durch vakuum unterbun- den wird, und durch wärmetransport über infrarotstrahlung. bei calostat® werden wärmeleitung und -transport effektiv eingeschränkt. die festkörpermatrix der eingesetzten kiesel- säure ist durch eine spezielle behandlung so konfiguriert, dass die kontaktfläche und damit der übertragungsweg zwischen den einzelnen festkörperpartikeln möglichst klein ist – die wärmeleitung wird so auf geringe performance wärmeleitfähigkeit [w/mk] poren­ beton ca-si- platte perlit mineral­ wolle glaswolle xps1 eps2 pur3 a1 a2 b1 b2 b3 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 pir4 aerogele aerogel­ matten phenol­ schaum vip5 hohe performance calostat nicht brennbar brennbar temperatur [° c] wärmeleitfähigkeit [mw/mk] ruhende luft calostat glasfaser pur xps perlit mineralfaser 0 0 20 20 10 40 40 30 60 80 50 60 100 1 xps: extrudiertes polystyrol 2 eps: expandiertes polystyrol 3 pur: polyurethan 4 pir: polyisocyanurat- hartschaum 5 vip: vakuumisolationspaneel legende calostat® vakuumisolationspaneel (vip) plexiglas® mineral aluminiumrahmen setzt neue maßstäbe: das von evonik ent­ wickelteisolationspaneel ist nur 12 cm dick, was sich z. b. bei der energe­ tischen sanierung eines altbaus positiv auf die statik auswirken kann. 12 elements #57 das innovationsmagazin von evonik global challenges: thermal insulation 0,080,060,040,020,00 6080

corporate foresight zero cost energy solarturmkraftwerk gemasolar in spanien: 2.650 bewegliche spiegel bündeln sonnenlicht auf einen turm, in dem salz auf 500 °c erhitzt wird. das heiße salz erzeugt in einem wärmetauscher wasserdampf, der über eine turbine einen generator mit 19,9 mw leistung antreibt. laut betreiber torresol liefert gema­ solar 80 gwh energie pro jahr. 14 foto: markel redondo/panos pictures/visum elements #57 das innovationsmagazin von evonik corporate foresight: zero cost energy

interview dr. gerd löhnen über die innovationsstrategie des segments resource efficiency »stecken sie gute leute in ein gutes projekt, und es wird fliegen« dr. gerd löhden leitet im evonik-segment resource efficiency das innovation management. im interview spricht er über spaß an der forschung, den ungebrochenen trend zu ressourceneffizienz und seine strategie, wie er bis 2020 im segment den output an neuen produkten und technologien verdoppeln will. herr löhden, was erwarten sie von einem guten forscher? dass er gestalten will und für seine ideen und projekte kämpft. dass er den freiraum, den wir bieten, auch zu nutzen weiß und deshalb spaß an seiner arbeit hat. ressour- ceneffizienz ist ein spannendes thema, bei dem man viel bewegen kann. ist ressourceneffizienz bei neuen pro- dukten nicht selbstverständlich, allein schon aus wirtschaftlichen gründen? das besondere bei uns ist, dass unsere pro- dukte nicht nur ressourceneffizient herge- stellt werden. unsere produkte helfen auch dem kunden, ressourcen zu sparen – in- dem sie zum beispiel vor korrosion und verschleiß schützen und so die lebens­dauer von gebrauchsgegenständen verlängern. oder indem sie energie- und material­ verbrauch senken. in welchen märkten sehen sie für ihr segment die größten hebel für ressourceneffizienz? ein wesentlicher treiber ist ressourcen­ effiziente mobilität. wir bieten viele lö- sungen, um den spritverbrauch von autos zu senken: die silica-silan-technologie für den grünen pkw-reifen; öladditive, die in schmierstoffen reibungsverluste im antriebsstrang verringern; leichtgewich- tige hochleistungskunststoffe, die auch im heißen motorraum verbaut werden kön- nen; thermoplastische und duroplastische leichtbauwerkstoffe, die die creavis im projekthaus composites entwickelt hat, um mehr wirtschaftlichen leichtbau im auto zu ermöglichen, und die wir nun nach dem ende des projekthauses übernommen ha- ben. mit all diesen produkten rennen wir im markt offene türen ein, weil wir unse- ren kunden helfen, nicht nur ressourcen zu sparen, sondern auch die immer strengeren vorgaben zu klima- und umweltschutz einzuhalten. sehr wichtig ist für uns eben- falls der coatings-markt. langlebigkeit ist hier das thema, denn beschichtungen machen konsumgüter haltbarer, sodass sie nicht so oft ersetzt werden müssen. zugleich steigen die anforderungen an die umwelt- freundlichkeit der beschichtungen. wenn ihre produkte so im trend liegen, was ist dann die heraus­ forderung in der forschung? wir wollen unseren kunden auch in den nächsten jahren und jahrzehnten hoch- wertige produkte bieten. und wir wollen zugleich mit innovationen deutlich zum wachstum unseres segments beitragen. daher verfolgen wir das sehr ­ ehrgeizige ziel, den output unserer forschung an ­neuen produkten und technologien bis 2020 zu verdoppeln. doppelt so viele neue produkte und technologien innerhalb von vier jahren – wie wollen sie das schaffen? wir sind heute schon gut darin, unser kern- geschäft mit neuen produkte wettbewerbs- fähig zu halten. wenn wir größer werden wollen, müssen wir aber in der forschung mehr tun. wir setzen auf neue wachstums- »mit unseren produkten rennen wir offene türen ein, weil wir unseren kunden helfen, immer strengere vorgaben ein- zuhalten.« 16 global challenges: resource efficiency elements #57 das innovationsmagazin von evonik

interview dr. gerd löhnen über die innovationsstrategie des segments resource efficiency foto: evonik denen wir unsere entwicklungen gleich testen können. diese kombination macht uns einzigartig. das wollen wir jetzt nutzen und bauen in darmstadt ein kompetenzzen- trum friction & motion auf (siehe seite 19). hier wollen wir jenseits unseres geschäfts mit öladditiven erforschen, wie sich rei- bung mit neuen materialien und technolo- gien weiter reduzieren lässt. das neue kompetenzzentrum friction & motion entsteht in deutschland, wo bleibt da die internationalität? ganz klar werden wir unsere forschung international und nah an unseren märk- ten verstärken. das gilt insbesondere für nordamerika und asien; in europa sind wir schon sehr gut aufgestellt. in nordamerika werden wir von der übernahme von apd performance materials*, dem spezialaddi- tiv-geschäft von air products, mit seinen exzellenten f&e-mitarbeitern und seiner starken innovationspipeline profitieren. apd performance materials macht zwi- schen 15 und 20 prozent seines umsatzes mit neuen produkten und unterhält welt- weit zentren für forschung und entwick- lung. in welchem wachstumsfeld werden sie besonders von dem neuen spezial- additiv-geschäft profitieren? ganz klar bei surface solutions, zum bei- spielbeiepoxysystemen.evonikistführend bei aminbasierten epoxidhärtern, apd per- formance materials bei epoxidhärter-­ for­ mulierungen, die unter anderem in schiffs- beschichtungen zum einsatz kommen. von 1,1 milliarden us-$ umsatz im jahr 2015 erzielte apd performance materials etwa 40 prozent mit epoxidhärtern und -harzen. eineweiterestärkedereinheitsindadditive für wasserbasierte beschichtungen. unser know-how ergänzt sich also sehr gut, und wir können hier viele synergien nutzen. und wie sind ihre erfahrungen in asien? wir haben bereits sehr gute erfahrungen mit unserem coating-additives-labor in singapur gemacht. hier entwickeln un- sere mitarbeiter additive und bindemit- tel für lacke, die speziell die impulse des asia­ tischen markts aufnehmen. das labor ist extrem erfolgreich. in den vergangenen jahren hat es zehn komplett neue produkte entwickelt und ein patent angemeldet; zwei patentanmeldungen sind in vorbereitung. wir bieten unseren kollegen in singapur sehr viel freiraum, um ideen in einer frühen phase unkompliziert angehen zu können. werden sie ihre aktivitäten in asien ausbauen? wir beabsichtigen, in den wachstums­ regio­ nen noch präsenter und attraktiver für talente zu werden. aufgrund der sehr guten erfahrungen werden wir unser for- schungsengagement in asien deutlich er- weitern. die details dazu erarbeiten wir aktuell. mehr ressourcen für wachstums­ felder, mehr forschung in asien, ein neues kompetenzzentrum: wie finanzieren sie das? wir haben ein vergleichsweise hohes bud- get für forschung und entwicklung. wir geben im segment resource efficiency etwa vier prozent unseres umsatzes für inno- vation aus – das waren im jahr 2015 rund 180 millionen € –, und das soll auch so blei- ben. zum anderen haben wir unser beste- hendes projektportfolio kritisch hinterfragt und stärker fokussiert; dadurch sind mittel für neue aktivitäten freigeworden. wie beurteilen sie, ob ein neues projekt ihre wirtschaftlichen und inhaltlichen kriterien erfüllt? wir haben prozesse und kennzahlen, mit denen wir unsere projekte steuern. wir er- warten jedoch nicht gleich am ersten tag einen verbindlichen net present value und ausgefeilteexcel-tabellen.amanfang­eines projekts muss eine überzeugende story ste- hen und ein engagierter mitarbeiter, der dafür kämpft. denn wenn die geschichte stimmt, kann das viel überzeugender sein als eine kennzahl. deshalb geben wir un- seren mitarbeitern viel gestaltungsspiel- raum – wenn sie etwas bewegen wollen, können sie das bei uns. meine erfahrung ist: stecken sie gute leute in ein gutes projekt, und es wird fliegen. »wir geben im segment etwa vier prozent unseres umsatzes für innovation aus.« der name ist programm das segment resource efficiency bietet hoch- leistungsmaterialien für umweltfreundliche und energieeffiziente systemlösungen insbesondere für den automobilsektor, die farben-, lack-, kleb- stoff- und bauindustrie. 2015 erwirtschaftete es mit 8.662 mitar- beitern einen umsatz von 4,3 milliarden €; der roce (return on capital employed) lag bei 24,8 prozent. membranen sind eines von sechs wachstumsfeldern von resource efficiency. dazu gehört die membrantechnologie sepuran® zur effizienten gasseparation für die biogas- und heliumaufbereitung und für die stickstoffgewinnung. * die transaktion steht unter dem vorbehalt der zustimmung der zuständigen wett­ bewerbsbehörden. 18 elements #57 das innovationsmagazin von evonik global challenges: resource efficiency

data mining friction&motion 18 11 11 c a . 1 0 c a . 2 0 c a . 3 0 15–25 w eltweiter energieverbrauch und verlust durch reibung, angabe in % industrie auto privathaushalte bedarf in asien wächst der schmierstoffmarkt* wuchs von 2000 bis 2015 insgesamt nur langsam infolge besserer qualität vor allem durch additive und längerer ölwechsel­intervalle. aber die regionale nachfrage veränderte sich deutlich. * ohne schifffahrt quelle: fuchs petrolub reibung kostet kraftstoff nur 21,5 % des kraftstoffs bewegen ein auto* vorwärts – sie überwinden roll- und luftwiderstand sowie bremsreibung. insgesamt kostet reibung 33 % des kraftstoffs (motor, getriebe, rollwiderstand, bremsen). * globaler durchschnitts-pkw, 4 zylinder, 75 kw, 1.500 kg, 8 l/100 km, durchschnittsgeschw. 60 km/h, baujahr 2000 quelle: k. holmberg et al., tribology international 47 (2012), 221–234 multitalente schmierstoffe übernehmen vielfältige aufgaben. sie … angaben in % kraftstoff 100 kühlung 29 auspuff 33 mechanische leistung 38 reibungsverluste 33 luft- wider- stand 5 motor 11,5 getriebe 5 rollwiderstand 11,5 bremsen 5 vorwärtsbewegung 21,5 … kühlen … dichten ab … schützen vor korrosion … dämpfen schwingungen … verringern reibung und verschleiß … unterstützen die kraftübertragung 2015 2000 19 28 53 27 34 39 asien-pazifik, naher osten, afrika amerika europa verbrauch in % energiefresser reibung circa 100 mio.terajoule (1020 joule) energie gehen pro jahr durch reibung verloren. das sind 15–25 % des weltweiten energieverbrauchs. quelle: vtt technical research center of finland energieverbrauch weltweit energieverlust durch reibung einsparpotenzial forschung lohnt sich neue tribologische lösungen, wie spezielle oberflächen- designs mit nanoadditiven oder ­ stärker an oberflächen bindende additive, könnten reibungsver­­ luste in 5–10 jahren spürbar senken. quelle: vtt technical research center of finland angaben in % 15–25 w eltweiter energieverbrauch und verlust durch reibung, in % 18 11 11 industrie auto c a . 1 0 privatsphäre c a . 2 0 c a . 3 0 foto: shutterstock grafik: c3 visual lab 20 elements #57 das innovationsmagazin von evonik global challenges: friction & motion

evonik meets science wie hochschulkooperationen das thema ressourceneffizienz voranbringen illustration: c3 visual lab industrie trifft akademie innovation erfordert offenheit. alle zwei jahre praktiziert evonik dies auch mit seinem wissenschaftsforum evonik meets science: hier können sich experten des konzerns mit hochschulforschern intensiv über neue forschungsarbeiten austauschen. d as meer kann lebensraum und harsches umfeld zu- gleich sein: lebensraum für meereslebewesen, harsch für stahlkonstruktionen, mit denen offshore-windan- lagen auf dem grund verankert werden. mechanische belastungen durch wind und wellen, bewuchs durch lebewesen und ein korrosives milieu sorgen dafür, dass der- zeit bei operativen offshore-windrädern schon nach wenigen jahren umfangreiche wartungsarbeiten notwendig sein können. dass dies nicht so bleiben muss, war nur ei- nes der themen des wissenschaftsforums evonik meets science, das im september in bonn stattgefunden hat. bereits zum achten mal trafen sich in die- sem rahmen mehr als 200 wissenschaftler von hochschulen und forscher von evonik. dieses mal kamen die experten unter dem motto„neuematerialienfürnachhaltigein- novation“ zusammen. das wissenschafts- forum dient alle zwei jahre als gemeinsame plattform für den dialog – in form von vor- trägen, postern, einer podiumsdiskussion und mit ausreichend zeit zum netzwerken. evonik meets science findet nicht nur in deutschland statt, sondern auch in china, japan und den usa. „allein können wir »korrosion ist ein hochkomplexer vorgang.« prof. dr. günter schmitt, geschäftsführer ifinkor – institut für instand­ haltung und korrosionsschutztechnik ggmbh, an-institut an der fachhochschule südwestfalen »neben einem besseren korrosions- schutz von offshore-windrädern können auch andere anwendungen von unserer technologie profitieren.« dipl.-ing. jan berger, leiter oil exploration im geschäftsgebiet high performance polymers 22 elements #57 das innovationsmagazin von evonik global challenges: open innovation der ehemalige plenarsaal in bonn bildete die kulisse für evonik meets science 2016.

evonik meets science foto: stefan wildhirt katalyse neu denken anlässlich des diesjährigen wissenschaftsforums evonik meets science vergab evonik die friedrich-bergius-lecture an prof. dr. matthias beller. das spezialchemieunternehmen würdigte damit bellers langjährige verdienste um die erforschung der katalyse. er hat sich in weiten teilen seines berufslebens mit einem thema auseinandergesetzt, ohne das es viele produkte in der heutigen form nicht gäbe: „acht von zehn prozessen in der chemischen und pharmazeutischen industrie profitieren von katalytischen reaktionen“, unterstrich matthias beller die bedeutung der katalyse zu beginn seiner vorlesung. in der bergius-­ lecture zeigte er auf, welche mög- lichkeiten neuere forschungsarbeiten für künftige katalytische reaktionen eröffnen. beller ist geschäftsführen- der direktor des leibniz-instituts für katalyse (likat) und professor an der universität rostock. „viele un- serer arbeiten sind in kooperationen mit evonik entstanden“, sagte er. das likat und seine vorgängerinstitute arbeiten bereits seit zwei jahrzehnten mit dem spezialchemieunternehmen in forschungsprojekten zusammen. „in der katalyseforschung spielt trotz aller systematischen fortschritte noch immer der zufall eine rolle“, ver- riet beller. als beispiel berichtete er von experimenten an seinem institut, bei denen es um die erzeugung von neuen katalysatormaterialien auf der basis von metall-amin-komplexen ging. „das system erwies sich trotz aller bemühungen zunächst nicht als aktiv“, berichtete beller. „erst als der betref- fende mitarbeiter, inspiriert durch völlig anders gelagerte arbeiten einer kollegin, den komplex pyrolysierte, kam es zu einer aktivierung.“ die ent- stehenden heterogenen metallnano- partikeln sind mit stickstoffdotierten graphenen in kontakt und verhalten sich dann ähnlich wie ein homogenes system; die aktivitäten sind zwar noch nicht so gut wie die eines vergleich­ baren edelmetallsystems, ihre selek­ tivität ist jedoch sogar besser.[1] heute wüssten die forscher, dass „die katalyse mehr ist als das einzelne katalytische zentrum“, so beller. daher sieht er in der kooperativen katalyse eine wichtige entwicklungslinie. „die kombination aus elementen, die kon­ trolle der struktur und die modifika­ tion der näheren umgebung der katalyti- schen zentren spielen alle drei eine rol- le.“ nur so konnten die likat-­ forscher »wir müssen ge­wohnte pfade verlassen, wenn wir bessere kata­ ly­satoren ent­ wickeln wollen.« prof. dr. matthias beller, likat für herausragende forschung gewürdigt: prof. dr. matthias beller. rechts: klaus engel, ­ vorsitzender des vorstandes von evonik, links: chief innovation officer ulrich küsthardt in den vergangenen jahren zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, seltene und teureedelmetalle wiepalladium,ruthe­ nium oder rhodium durch billigere, weitverbreitete metalle in katalysatoren auf komplexbasis zu ersetzen. sehr vielversprechende ergebnisse bei hydrierungen und dehydrierungen haben beller und sein team zum bei- spiel mit eisenbasierten systemen erzielt.[2] selbst mit mangankatalysato- ren, die bislang als nicht hydrieraktiv galten, waren die likat-wissen- schaftler unter anderem bei hydrie- rungen von ketonen und nitrilen erfolgreich.[3] „in der richtigen mikro­ um­gebung funktioniert das auch mit aldehyden oder alkinen“, sagte beller. doch damit nicht genug: selbst aus abfallprodukten wie garnelenschalen lassen sich kobaltbasierte heterogene katalysatoren gewinnen. „wir müssen gewohnte pfade verlassen, wenn wir neue, ressourcenschonendere kata- lysatoren entwickeln wollen“, ist der forscher überzeugt. [1] f. westerhaus, r. jagadeesh, g. wienhöfer, m. pohl, j. radnik, h. junge, k. junge, a. surkus, j. rabeah, a. brückner, m. beller; nature chem. 5 (2013), 607–612. [2] s. werkmeister, k. junge, b. wendt, e. alberico, h. jiao, w. baumann, h. junge, f. gallou, m. beller; angew. chem. int. ed. 53 (2014), 8722–8726. [3] s. elangovan, c. topf, s. fischer, h. jiao, a. spannenberg, w. baumann, r. ludwig, k. junge, m. beller; j. am. chem. soc. 138 (2016), 8809–8814. 24 elements #57 das innovationsmagazin von evonik global challenges: open innovation

evonik meets science wie hochschulkooperationen das thema ressourceneffizienz voranbringen illustration: c3 visual lab »die displayhersteller stehen vor einem gewaltigen umbruch.« dr. gerhard renner, ip-manager electronic solutions, evonik hinsichtlich unzähliger parameter wie stillstandzeiten oder fahrerverhalten cha- rakterisiert und mit messungen an realen fahrzeugen abgeglichen. „so lassen sich zum beispiel auch dinge wie der einfluss der feuchte in der angesaugten verbren- nungsluft untersuchen“, verdeutlichte ruß die möglichkeiten: bei einem anstieg der relativen feuchte um 24 prozent steigt der kraftstoffverbrauch nämlich um ein pro- zent. durch diese kontrollierte messum- gebung konnten die darmstädter forscher letztlich auch die wirkung der neuen addi- tive von evonik so genau charakterisieren, dass eine anschließende zertifizierung im prüflabor wirtschaftlich sinnvoll war. einfachere herstellung von elektronik die abschließende präsentation bei evonik meets science war einem zukunftsthema gewidmet, das derzeit die forschung rund um den erdball beschäftigt: druckbare elektronik. dr. gerhard renner, ip-mana- ger der electronic-solutions-gruppe von evonik, und prof. dr. gerwin gelinck, tu eindhoven (niederlande) und holst ­ centre, zeigten das potenzial dieses völlig neu- en herstellungsprozesses auf. „der druck ist ein additives verfahren, sodass wenig ­ material erforderlich ist, er benötigt kein vakuum und kann funktionale schichten geringer dicke erzeugen“, fasste gelinck die vorteile zusammen. während die fertigung von aktueller elektronik mit amorphem silizium pro quadratmeter bereits um einen faktor 400 günstiger ist als mit kristallinem silizium, würde der preis für gedruckte elektronik nochmals um denselben faktor sinken. „die herausforderungen sind, eine aus- reichend hohe ladungsträgermobilität bei niedrigen prozesstemperaturen zu errei- chen sowie eine einheitliche dicke und ma- terialzusammensetzung über eine mehrere quadratmeter große fläche“, so gelinck weiter. evonik hat mit ixscenic® bereits ein ma- terial entwickelt, das sich zum beschich- ten und drucken eignet. es hat eine zehn- fach höhere ladungsträgermobilität als amorphes silizium. interessant ist es zum beispiel für die herstellung der dünn- schichttransistoren für große displays der nächsten generation. „für die industrie bedeutet der übergang von heutigen halb- leiterprozessen auf additive verfahren einen gewaltigen umbruch“, erklärte gerhard renner. „deshalb arbeitet evonik in euro- pa mit dem holst centre und in taiwan mit dem industrial technology research insti- tute zusammen, um die ixscenic® materia- lien an die industrieprozesse anzupassen.“ derzeit bereite man den markteintritt mit schlüsselkunden vor. möglich wurde auch dies nur durch kooperationen zwischen in- dustrie und forschungseinrichtungen. »druckbare elektronik bedeutet ressourceneffiziente elektronik.« prof. dr. gerwin gelinck, tu eindhoven und holst centre 26 elements #57 das innovationsmagazin von evonik global challenges: open innovation

company news auswaschungsarme benzinleitung mit dem mehrschichtrohr­ system 4800 erfüllt evonik als der weltweit füh­ rende anbieter von polyamid 12 für mehrschichtige kunststoff­ leitungssysteme neue anfor­ derungen der automobilindus­ trie. das neue system mit einer extraktarmen vestamid® polyamid-612-innenschicht weist einen signifikant re­ duzierten gehalt an auswasch­ baren substanzen auf. alkoholhaltige kraftstoffe, beispielsweise ethanolhaltige biokraftstoffe, können aus der inneren wandung gebräuch­ licherbenzinleitungenbestand­ teile herauslösen. diese können bei neuen, empfindlichen kraft- stoffsystemen, die zur ver­ ringerung des verbrauchs beim einspritzen über klein­ porige düsen einen feinen sprühnebel aus benzin und luft erzeugen, unter bestimmten extremen bedingungen zum verstopfen der düsen führen. um dies si­ cher auszuschließen, sucht die automobilindustrie nach neuen materialien für benzinleitun­ gen mit deutlich verringerter extraktion. neue anlage für biolys® in brasilien im brasilianischen castro hat evonik eine neue anlage zur biotechnologischen herstel­ lung von biolys® mit einer produktionskapazität von rund 80.000 jahrestonnen in betrieb genommen. damit entspricht das unternehmen der seit jah­ ren steigenden nachfrage nach biolys® in lateinamerika und insbesondere in brasilien. evonik produziert am standort des us-amerikani­ schen unternehmens cargill und bezieht von diesem stand­ ort- und logistikdienstleistun­ gen sowie vor ort produzierte rohstoffe. als hauptrohstoff für die fermentation werden landwirtschaftliche erzeug­ nisse aus der region eingesetzt. die anlage bietet rund 100 hoch qualifizierte arbeitsplätze. biolys® gilt als höchst effi­- ziente l-lysin-quelle in ­ tierfutter. es trägt dazu bei, so­ wohl die kosten in der futter­ mittelproduktion als auch in der tierzucht zu senken. stiftungsprofessur in bochum evonik stiftet eine professur für organische chemie an der ruhr-universität bochum (rub). ab dem kommenden wintersemester forscht und lehrt der renommierte chemi­ ker prof. dr. lukas j. gooßen als inhaber der stiftungs­ professur an der hochschule. der 46-jährige tritt damit die nachfolge von prof. dr. günter von kiedrowski an, der in den ruhestand geht. die professur wird über fünf jahre inklusive personal- und sachmitteln mit 750.000 € finanziert. gooßen studierte chemie an den universitäten bielefeld, michigan und berkeley und promovierte 1997 an der tu münchen. nach einem post­ doc-aufenthalt am scripps research institute in san diego (usa) im arbeitskreis des chemienobelpreis­trägers prof. k. barry sharpless arbei­ tete er für knapp zwei jahre in der zentralen forschung der bayer ag. 2004 habilitierte er am max-planck-institut für kohlenforschung in mülheim an der ruhr und setzte seine forschung als heisenberg­ stipendiat an der rwth aachen fort. ab 2005 war er profes­ sor an der tu kaiserslautern am lehrstuhl für organische chemie. entschäumer für bautenfarben mit der neuen tego® foamex serie 10 bis 34 er­ möglicht evonik die entwick­ lung innovativer bautenfarben. die effizienten entschäumer haben keinen einfluss auf den anteil an flüchtig organischen verbindungen (voc), sind eco­ label-tauglich und reduzieren mit geringem investment die produktionszeiten. außerdem präzisieren sie die füllmengen und optimieren ästhetik und performance von bauten­ farben. das neue portfolio um­fasst zehn entschäumer mit unterschiedlichsten leistungs­ profilen. fortschritt bei ökobilanzen im rahmen seiner struk­ turierten nachhaltigkeits­ analyse der geschäfte hat evonik bereits rund 70 prozent des außenumsatzes seiner drei chemiesegmente mittels ökobilanzieller betrachtun­ gen untersucht. angestrebt wird eine ausdehnung auf 80 prozent. thomas wessel, im evonik-vorstand zustän­ dig für nachhaltigkeit: „mit diesen untersuchungen tragen wir den zunehmenden an­ forderungen unserer kunden an die nachhaltigkeit unserer produkte rechnung. zudem sind ökobilanzielle betrach­ tungen auch basis für operative geschäfts- und entschei­ dungsprozesse bei evonik.“ ökobilanzen erhöhen die transparenz hinsichtlich der umweltwirkungen von pro­ dukten und prozessen. das aus wissenschaftlern und ingenieuren interdiszi­ plinär zusammengesetzte life- cycle-management(lcm)-­ team von evonik hat seit 2009 über 100 lebenszyklusbasierte analysen für produkte, pro­ zesse oder ganze standorte erstellt. zudem arbeitet es an der weiterentwicklung der methodik von lebenszyklus­ basierten analysen mit. dies erfolgt sowohl national als auch international im rahmen von nachhaltigkeitsinstitu­ tionen und -netzwerken wie dem world business council for sustainable development (wbcsd). hd-kieselsäuren aus südamerika evonik hat in americana (são paulo, brasilien) die erste anlage für leicht dispergier­ bare kieselsäuren (hd-kie­ selsäuren) in südamerika in betrieb genommen. diese wachstumsstarken kieselsäu­ ren werden überwiegend für hochwertige, rollwiderstands­ reduzierte reifen eingesetzt. außerdem zielt evonik mit der neuen produktion auf das wachsende regionale geschäft in der lebensmittel-, futter­ mittel- und agroindustrie süd- amerikas. die reifenindustrie ­ südamerikas profitiert vom wachstum der automobil­ industrie in der region, die in den vergangenen jahren deutliche absatzsteigerungen verzeichnete. der markt für leichtlaufreifen – und damit für die hd-kieselsäuren – wächst dabei überproportional. aufgrund der in brasilien ge­ planten kennzeichnungspflicht für den energieverbrauch von reifen rechnet evonik mit zusätzlicher nachfrage. durch den einsatz von kieselsäuren in kombination enthält kaum auswaschbare ­ substanzen: das mehrschichtrohr- system 4800 biolys® wird unter anderem in der ernährung von geflügel eingesetzt. in kombination mit silanen ­reduzieren kieselsäuren den rollwiderstand von reifen. 28 fotos: evonik, istockphoto (2) companynews elements #57 das innovationsmagazin von evonik

surface solutions womit holz- und kunststoffoberflächen lange glänzen glänzende ansichten 2013 brachte evonik einen neuen baustein für einbrenn-klarlacke auf den markt, die autos besonders wirkungsvoll vor mikrokratzern schützen. nun lässt sich der baustein auch verwenden, um schönheit und glanz von parkett-, möbel- und kunststoff­ oberflächen länger zu erhalten. denn die entwickler haben ihrem produkt ­ beigebracht, auch bei raumtemperatur auszuhärten. glänzende ansichten 2013 brachte evonik einen neuen baustein für einbrenn-klarlacke auf den markt, die autos besonders wirkungsvoll vor mikrokratzern schützen. nun lässt sich der baustein auch verwenden, um schönheit und glanz von parkett-, möbel- und kunststoff­ oberflächen länger zu erhalten. denn die entwickler haben ihrem produkt ­ beigebracht, auch bei raumtemperatur auszuhärten. 30 solutions: surfaces elements #57 das innovationsmagazin von evonik

surface solutions womit holz- und kunststoffoberflächen lange glänzen industrie anpeilte, hat zwei gründe. zum ­ einen ist dort der bedarf an kratzfesten ­ lacken besonders groß und offensichtlich. zum anderen härten lacke mit den ur­ sprünglich verfügbaren ­ vestanat® ep- m-typen erst bei temperaturen von mehr als 100 °c schnell und gut aus. bei der auto­ mobilerstlackierung ist das kein problem: dort werden die lackschichten ohnehin eingebrannt, also die karosserie mit der jeweils frischen lackschicht durch öfen geschoben. doch bei temperaturempfind­ lichen materialien wie holz und kunststoff sind lacke, die hohe temperaturen zum aushärten benötigen, nicht zu gebrauchen. auch bei raumtemperatur schnell vernetzt somit standen die entwickler vor einer neuen herausforderung: um den neuen kratzschutz auch der holz- und möbel­ grafik: c3 visual lab härter und die polyole als bindemittel bezeichnet. zwar existieren auf dem markt auch einkomponentenlacke, bei denen der lackverarbeiter keine komponenten mehr vermischen muss. sie erreichen jedoch üb­ licherweise nicht die gleichen guten eigen­ schaften wie zweikomponentenlacke. rotwein und staub: hochglanz hat viele feinde doch neben benzin, rotwein und reini­ gungsmitteln hat das glänzende erschei­ nungsbild einer oberfläche noch weitere feinde: so führen partikel in nicht ganz sauberen lappen oder die bürsten in der waschstraße zu feinsten kratzern auf der autokarosserie. diese ermattet daher so­ zusagen im laufe der jahre. oder im haus: wer mit staubigen straßenschuhen über das parkett läuft, hinterlässt mikrokratzer, die die lackoberfläche mit einem grauschlei­ er überziehen und sie stumpf werden las­ sen. auch hochglanzküchen verlieren mit der zeit ihren glanz, weil der einsatz von putzschwämmen oder rauen lappen seine spuren hinterlässt. selbst moderne mikro­ fasertücher können dem hochglanz ein schnelles ende bereiten. deshalb beschäftigen sich die lackroh­ stofflieferantenunddielackindustrieschon seit vielen jahren mit der frage, wie sie die schutzwirkung ihrer produkte gegenüber solchen angreifern verbessern können. so haben sie unter anderem nanopartikel in ihre lackkomponenten eingearbeitet, um die resultierenden beschichtungen kratz­ fester zu machen. allerdings ist das ein­ arbeiten dieser partikel mit enormem auf­ wand verbunden. die beschichtungsexperten des segments resource efficiency von evonik verfolgten daher ein völlig neues konzept: die poly­ urethanmolekülesolltensichnichtbeimmi­ scheneinespolyisocyanatsundeines­polyols unmittelbar vor dem lackieren bilden. stattdessen sollten beim lackieren „fertige“ polyurethanmoleküle über zusätzlich vor­ handene silangruppen (-si(oh)3 ) reagieren. denn es war in der literatur schon lange bekannt, dass das resultierende silizium­ haltige netzwerk die eigenschaften von ­ lacken deutlich verbessern kann. allerdings waren silanmodifizierte poly­ urethane bis zu diesem zeitpunkt nur sehr aufwendig und teuer herzustellen, sodass sie sich als lackrohstoffe nicht vermark­ ten ließen. hier aber, so der ansatzpunkt der coating-spezialisten, verfügt ­ evonik über einen entscheidenden pluspunkt: das unternehmen kann einen wesent­ lichen ausgangstoff – 3-isocyanatpropyl­ trimethoxysilan (ipms) – in sehr hoher reinheit besonders effizient und damit kos­ tengünstiger herstellen. tatsächlich gelang es dem projektteam sehr schnell, wettbewerbsfähige silan­ modifizierte polyurethane in industriell ­relevanten mengen herzustellen (abb. 1). sie wurden 2013 der lackindustrie und auto­ me h n o o n o o h o me o me o si me o me o me o si r 2 + me o me o me o si ho oh r n = c = o abbildung 1. vielseitiger baustein aus dem baustein ipms entstehen zum beispiel mit diolen silanmodifizierte polyurethane. der vorteil: beim lackieren vernetzen die „fertigen“ polyurethane isocyanatfrei über die silangruppen. • selbstvernetzende hybridbindemittel • maßgeschneiderte vernetzer für kratzfeste klarlacke • ermöglicht isocyanatfreie formulierungen • vestanat® ep-m 95: das „arbeitspferd“ • vestanat® ep-m 222: zusatzkomponente, die flexibi­ lität der beschichtung steuert • gebrauchsfertige formulierungen • vestanat® ep-mf 201: bei raumtemperatur vernet- zende formulierung • vestanat® ep-mf 202: zusatzkomponente, die flexibi­ lität der beschichtung steuert 0 °c 32 °f 40 °c 104 °f 80 °c 176 °f 140 °c 284 °f vestanat® ep-mf-reihe vestanat® ep-m-reihe aushärtung in breitem temperaturbereich mit je zwei produkten der vestanat® ep-m- und der ep-mf-reihe deckt evonik wesentliche anforde- rungen an lacke für die automobilindustrie (ep-m) und die möbel- und kunststoffindustrie (ep-mf) ab. mobilherstellern erstmals präsentiert. im gleichen jahr erhielt das team den evonik-­ innovationspreis in der kategorie neue produkte/systemlösungen (elements 46). denn es zeigte sich, dass autoklarlacke, die auf dieser innovativen stoffklasse basie­ ren, wie erhofft besonders kratzbeständig sind. evonik vermarktet die entsprechen­ den lackrohstoffe als vestanat® ep-m- typen. da sie vergleichsweise hochpreisig sind, werden sie zunächst autos der luxus- und oberklasse schützen – nicht nur vor kratzern, sondern auch vor witterungs­ einflüssen und chemikalien. denn die re­ sultierenden klarlacke sind hier genauso wirksam wie die gängigen zweikompo­ nentenklarlacke. dass evonik mit den silanmodifizierten polyurethanen – die auch als uretha­nisierte poly­ alkoxysilane bezeichnet werden – zu­ nächst anwendungen in der automobil­ 32 solutions: surfaces elements #57 das innovationsmagazin von evonik

professionals chemikerkarrieren die promotion in chemie führt nicht immer ins labor: bei resource efficiency eröffnen sich chemikern auch neue betätigungsfelder. sechs mitarbeiter berichten, wohin ihr berufsweg sie bislang geführt hat. eine ausbildung, viele wege chemikerkarrieren e in segment, neun geschäftsge­ biete, 64 standorte: nach dem chemiestudium bietet resource efficiency viele möglichkeiten für den karriereweg. und der ist nicht immer vorhersehbar. „meine position als controller eines ge­ schäftsgebietshatsichschrittfürschritter­ geben“, sagt zum beispiel dr. arne ­ wigger, organischer chemiker. andere chemiker arbeiten in forschung, prozessentwicklung oder marketing. hier erklären sie, was sie an ihren aktuellen aufgaben reizt. 1 dr. arne wigger controlling coating additives, essen, organi- scher chemiker, bei evonik seit 2000 sein ziel war japan. sprache und kultur dieses staats haben ihn schon immer faszi­ niert. deswegen suchte arne wigger wäh­ rend der promotion nach karrieremöglich­ keiten im ausland. fündig wurde er in einer vorlesung: „professor kollmeier, vorstand der skw trostberg, sprach über manage­ mentfunktionen von chemikern in der industrie“, erinnert sich wigger. „das hat mein interesse an betriebswirtschaft ge­ weckt. außerdem hatte das unternehmen einen standort in japan – perfekt!“ wigger bewarb sich nach seinem postdoc-aufent­ halt in japan für ein traineeprogramm und wurde eingestellt. es folgten einsätze in frankreich und china. „in paris habe ich das erste mal im controlling gearbeitet“, so wigger. „daran hat mich besonders gereizt, ein projekt strategisch zu begleiten.“ auch heute gefällt ihm dieser teil seiner arbeit am besten: „chemie und controlling sind gar nicht so verschieden. bei beiden sucht man lösungen für probleme.“ ein weiteres plus: wenn gesprächspartner in chemi­ sches fachvokabular verfallen, kann wig­ ger mithalten. schließlich ist er chemiker. 2 dr. dominik maschke prozessentwicklung silica, wesseling, anorganischer chemiker, bei evonik seit 2011 „wir hatten ein klares ziel vor augen“, sagt dominik maschke. er und seine kollegen in der produktion waren für die inbetriebnah­ me der ersten kieselsäureanlage in brasilien zuständig. in americana werden seit mitte 2016 leicht dispergierbare kiesel­säuren her­ gestellt, die kunden überwiegend in roll­ widerstandsreduzierten reifen einsetzen. um auch in brasilien die qualität der pro­ dukte sicherzustellen, prüft maschke die maschinenvorortundschultneuemitarbei­ ter.„zunächstmussteichbeurteilen,oballes richtig installiert wurde“, erklärt maschke, mitglied des anfahrteams. dazu führte er unter anderem testläufe durch – mit was­ ser anstelle der rohstoffe: „sicherheit geht vor. erst wenn alles klappt, können wir mit produkten anfangen.“ die voraussetzungen für diese aufgabe hat maschke sich in der silicaforschung von evonik angeeignet. sein spezialgebiet ist die fällung – der erste schritt bei der herstellung von kiesel­ säure, bei dem wasserglas mit schwefelsäure re­ agiert. „es ist spannend, das wissen jetzt an die neuen mitarbeiter in brasilien wei­ terzugeben“, sagt maschke. „sie sind sehr engagiert und haben sich auf die eröffnung genauso gefreut wie ich.“ 3 dr. stefan hilf innovationsmanagement coating additives, singapur, polymerchemiker, bei evonik seit 2009 effekte in moleküle übersetzen: das ist es, was stefan hilf an der arbeit als leiter inno­ vationsmanagement für coating additives in asien besonders fasziniert. er und sein elfköpfiges team entwickeln neue produkte für den asiatischen markt. hilf hat die auf­ gabe, das portfolio für asien zu gestalten, um die produktpalette auf die lokalen be­ dürfnisse abzustimmen. und nicht immer geht alles glatt: „man muss damit rechnen, dass projekte auch mal nicht funktionieren. das ist forschung. vielleicht schafft es nur jedes hundertste molekül auf den markt.“ trotzdem hätte sich hilf keinen anderen bereich vorstellen können. seine promotion schloss er in der weltwirtschafts­ krise ab. eigentlich kein guter zeitpunkt, die kar­ riere zu starten. dennoch versuchte er sein glückbeievonik.miterfolg:2009beganner als produktentwickler, was ihn auch heute prägt. „ich arbeite zwar fast nur im büro“, sagt hilf, „aber ich gehe gern ins labor und fiebere mit den kollegen mit.“ höhepunkte sind für ihn die momente, in denen es pro­ dukte des teams auf den markt schaffen. in den vergangenen vier jahren waren das zehn neue lackadditive: „in jedem unserer produkte steckt herzblut.“ 4 dr. björn borup marketing silanes, hanau, anorganischer chemiker, bei evonik seit 1998 durchhaltevermögen – das braucht björn borup bei seiner arbeit im marketing. bei ihm landen kundenanfragen nach neuen produkten und anwendungsmöglichkei­ ten. „ich analysiere, ob wir über ausrei­ chend rohstoffe und die chemischen und technischen voraussetzungen verfügen und ob am ende auch der gewinn stimmt“, so borup. wenn alles zutrifft, kann es losge­ hen: gemeinsam arbeiten kunden und die mitarbeiter von evonik an der umsetzung. bis ein projekt zum abschluss kommt, kann sechs chemiker, sechs wege, ein ziel: das segment resource efficiency als anbieter um- weltfreundlicher und energieeffi- zienter lösungen voranzubringen 34 elements #57 das innovationsmagazin von evonik professionals

evonik-innovationspreis die finalisten grafik: c3 visual lab 36 innovation & culture: evonik-innovationspreis elements #57 das innovationsmagazin von evonik nominiert für den evonik-innovationspreis 2016 anerkennung ist ein wichtiger motor für kreativität. die arbeit an neuen ideen wird bei evonik deshalb besonders gewürdigt: der unternehmenseigene innovationspreis ehrt jedes jahr herausragende forschungs­ erfolge und die kreativen köpfe dahinter. auch 2016 stehen wieder je drei teams in den zwei kategorien im finale. die innovationen des jahres der preis: motivierend den innovationspreis zu gewinnen heißt, herausragende arbeit geleistet zu haben. darüber hinaus darf sich das gewinnerteam in jeder der beiden kategorien über ein preisgeld von 30.000 € freuen. die anforderungen: nachhaltig auswahlkriterien sind die wirtschaftliche be- deutung, ökologische vorteile und gesell- schaftlicher nutzen. nur wer mit seinem projekt bei allen kriterien ausreichend punktet, hat chancen, das finale zu erreichen. die jury: anspruchsvoll den sieger wählt das auditorium während des tradi­ tionellen weihnachts­ kolloquiums von ­ evonik. es besteht aus rund 200 top-füh- rungskräften des kon- zerns sowie forschern aller segmente. die teams: interdisziplinär innovationen ent- stehen da, wo sich klassische disziplinen wie chemie, biolo- gie und ingenieur­ wissenschaften berüh­ ren. entsprechend interdisziplinär sind die meisten teams, die ins finale gelangen. das finale: fordernd die finalisten stellen zehn minuten lang ihr projekt vor. bewer- tet wird neben der wissenschaftlichen tiefe die präsentation. innovationen brauchen schließlich auch gutes marketing, um am markt erfolg zu haben. der cio award: überraschend der chief innovation officer (cio) award würdigt die einzel­ leistung eines mitar­ beiters. 2015 ging der preis an dr. peter ­ murphy für seine leis- tung als netzwerker und initiator fruchtba- rer diskussionen.

evonik-innovationspreis die finalisten 38 elements #57 das innovationsmagazin von evonik fotos: evonik (3), istockphoto innovation & culture: evonik-innovationspreis wer windparks betreibt, hat hohe ansprüche an das getriebeöl seiner wind- turbinen: lange ölwechsel­ intervalle, dauerhaft optimale viskosität des öls in einem breiten temperaturbereich so- wie maximale haltbarkeit und lebensdauer des getriebes. mit viscobase® 11-522 hat evonik ein synthetisches grundöl ent- wickelt, das hier neue maßstäbe setzt. als schlüsselelement von schmierstoffen und formuliert nach dem nufluxtm techno- logiestandard von evonik hat es auf anhieb von allen wichtigen getriebeherstellern die erfor- derlichen genehmigungen er- halten. damit ist der weg auch frei für den einsatz in anderen hochleistungsgetrieben. das entwicklerteam des geschäfts- gebiets oil additives wurde dafür für den evonik-innova­ tions­ preis 2016 nominiert. windturbinen sind ein härte­ test für getriebe und getriebe­öle: trotz ständig wechselnder witterung und temperatur, feuchtigkeit und lastspitzen bei sturm sollen sie möglichst lange war- tungsfrei arbeiten. bisher sind synthetische formu­lierungen auf polyalpha­ olefin-basis die getriebeöle der wahl. die nuflux™ technologie, die auf viscobase® 11-522 basiert, könnte das nun ändern. die formulierung hat den fzg-test bestanden und eine wesentliche genehmigung erhalten; fzg-tests sind stan- dard in der industrie. evonik hat in den vergangenen zwei jahren außerdem gezeigt, dass getriebeöle, die nach dem in zeiten immer strikterer co2-emissionsgrenzwerte und höherer ressourcen­ effizienz spielt die gewichts- reduktion von fahrzeugen eine entscheidende rolle. am effizientesten lässt sich das gewicht durch sandwich-ver- bundwerkstoffe mit einem schaumstoffkern senken. ihre fertigung scheiterte bislang aber oft an der mangelnden wirtschaftlichkeit der etablier­ ten verfahren. diese lücke hat evonik nun mit dem neuen pulpress-verfahren geschlos- sen – es erlaubt die fertigung komplexer formbauteile in großen mengen und zu einem angemessenen preis. ein team des geschäftsgebiets high performance polymers und der strategischen innovationsein- heit creavis wurde dafür nun für den evonik-innovations- preis 2016 nominiert. das neue verfahren baut auf das bekannte poly­ meth­acryl­imid rohacell® von evonik als schlüssel­ element, einen ­ formstabilen, temperaturbeständigen schaumstoffkern mit hervor- ragendem ver­bundverhalten bei minimaler harzaufnahme. dieser wird nun mit fasern umflochten, die anschließend mit harz imprägniert werden. das gesamtsystem wird dann bei hoher temperatur und hohem druck gepresst. das neue pulpress-verfahren ist schnell, kontinuierlich, ­ produziert kaum abfall und bietet hohe gestaltungs- freiheit, sodass auch ­ komplexe profile hergestellt werden können. nuflux™ technologiestan- dard mit viscobase® 11-522 formuliert wurden, eine be- sonders lange lebensdauer mit weniger ölwechselintervallen aufweisen; auch ermöglichen sie mehr energieeffizienz, weil sie in einem breiteren tem- peraturbereich für optimale viskosität sorgen. viscobase® 11-522 ist für die kunden der einstieg in die nuflux™ technologie, mit der evonik zudem sein for- mulierungs-know-how zur verfügung stellt. nuflux™ ist ein paket aus produkten, formulierungskonzepten und services, das die formulierung ressourceneffizienter indus­ triel­ ler schmierstoffe ermög- licht. da sowohl grundöl als auch formulierungstechnologie die von führenden getriebe­ entwicklern und -herstellern erarbeiteten prüfungen bestan- den haben, kann evonik beides nun auch auf andere anwen- dungen ausdehnen – etwa auf den berg­ bau und die stahl- produktion, die bei weitem größten märkte für industrielle getriebeöle. das neue herstellungsver- fahren überzeugt kunden aus der automobilindustrie durch seine gestaltungsfreiheit, seine kosteneffizienz und das crash-verhalten der damit hergestellten verbundbau­ teile. diese sind um 75 prozent leichter als herkömmliche stahlstrukturen. im vergleich zu verbundbauteilen, die mit etablierten verfahren wie der harzinjektion hergestellt wur- den, bietet das pulpress-ver- fahren überdies kosteneinspa- rungen von bis zu 60 prozent. durch die schnelle, wirt- schaftliche und ressourcen­ effiziente herstellung von verbundbauteilen ermöglicht das pulpress-verfahren einen technologietransfer von high-end-segmenten in die massenproduktion und kann dadurch metallische werk­ stoffe wirtschaftlich im mobi­ litäts­sektor ersetzen. neues grundöl für getriebe: mehr effizienz für windturbinen leichtbauteil: kurze taktzeiten für große stückzahlen kategorie neue produkte/systemlösungen kategorie neue verfahren mit pulpress hergestelltes sandwichprofil- bauteil viscobase® 11-522 macht hochleistungs- getriebe energie­effizienter. sofia sirak, sprecherin des nominierten teams viscobase® dr. sivakumara krishnamoorthy, sprecher des nominierten teams pulpress

innovationsnetzwerk wo resource efficiency forscht und entwickelt horsham (pennsylvania) tippecanoe (indiana) horsham viskositätsindexverbesserer, stockpunktverbesserer tippecanoe kompetenzcenter hochleistungs- kunststoffe für medical hanau hppo-prozess ▯ h2 o2 – anwendungsent- wicklung und optimierung von produktionsan- lagen ▯ pyrogene oxide – partikeldesign und -modifizierung ▯ dispersionen hydro­philer/ hydrophober partikel ▯ globales f&e- und anwendungstechnikzentrum für katalysator- entwicklung ▯ funktionelle meth­acrylat- bindemittel ▯ ein- und zwei-kom­ ponenten- reaktivharze auf methacrylatbasis marl co- und spezialbindemittel für beschichtungen ▯ wasserbasierte lackadditive ▯ poly­urethan- prepregs für verbundwerkstoffe ▯ silan- modifizierte hybridbindemittel für hochkratzfeste und chemikalienbeständige beschichtungen ▯ epoxy- und polyurethan-matrixsysteme für rtm-prozesse ▯ poly­ esterharze für beschich- tungen und ver­ packungen ▯ polyester-polyole, copolyester, polyacrylate, amorphe polyal- phaolefine und synthetische wachse, z. b. für ­reaktive schmelzklebstoffe ▯ flüssige poly­ butadiene ▯ kompetenzcenter hoch­leistungs­ kunststoffe für 3d-druck, automobil und konsumgüter und composites ▯ katalysatoren für industrielle und petro­ chemische ­ anwendungen rheinfelden organofunktionelle silane ▯ schwefelfunktio- nelle silane ▯ chlorsilane ▯ pyrogene oxide – produkt- und prozessentwicklung sowie scale-up essen co- und spezialbindemittel für beschichtungen ▯ wasserbasierte lackadditive ▯ surface solutions und pigmentverarbeitung ▯ high- throughput-versuchsanlage wesseling gefällte kieselsäuren und oxide für die anwen­ dung in kautschuk, mattierungsmitteln und kolloi­dalen systemen ▯ partikeldesign, partikel­ synthese durch nasschemische prozesse ▯ ultra­ feine partikel und ihre umwandlung in andere formen, z. b. kieselsäuregranulate darmstadt/weiterstadt viskositätsindexverbesserer und wachsmodi- fizierer ▯ kompetenzcenter friction & motion ▯ methacrylatpolymere, -harze und -­ bindemittel, polymerkugeln ▯ kompetenzcenter hoch­ leistungskunststoffe für foams bis 80 mitarbeiter legende mehr als 80 mitarbeiter marl essen hanau lenzing/schörfling rheinfelden darmstadt/ weiterstadt wesseling 40 die forschungsstandorte von resource efficiency elements #57 das innovationsmagazin von evonik

wunschzettel prof. dr. wolfgang m. heckl prof. dr. wolfgang m. heckl (58) ist als biophysiker nicht nur einer der führenden nano­ forscher deutschlands und in dieser funk­ tion berater der europäischen kommission und der bundes­ regie­ rung. er ist auch general­ direk­ tor des deutschen museums in münchen, des weltweit größten naturwissenschaftlich-technischen museums. für seine leistungen als vermittler von wissenschaft und technik erhielt er einen ruf auf den oskar-von-miller-­lehrstuhl für wissenschaftskommunikation der tu münchen. wolfgang m. heckl molekulares recycling ich wünsche mir, dass wissenschaftler und ingenieure gemeinsam mit der gesellschaft wege entwickeln, um alle unsere konsumgüter und die im täglichen leben verwendeten geräte zu 100 prozent zu recyceln. die zerlegung in einzelne moleküle hat ein allgegenwärtiges vorbild in der natur: pflanzen entwickeln sich im „selbstbauprinzip“ aus den natürlichen ressourcen der erde wie wasser, mineralien und kohlenstoff nicht nur zu wunderbaren blumen, sondern werden am ende ihres lebenszyklus wieder in form von atomen und molekülen in den kreislauf zurückgeführt. die nanowissenschaften könnten uns zeigen, wie sich aus atomen bottom-up neue chemische und physikalische produktionsverfahren entwickeln lassen. diese verfahren würden es der industrie ermöglichen, produkte zu entwickeln, die in zukunft perfekt an die bedürfnisse der wachsenden erdbevölkerung angepasst sind. die industrie wäre dann auch imstande, die verantwortung dafür zu übernehmen, dass die natürlichen ressourcen unserer erde wieder und wieder verwendet werden können – vorausgesetzt, die sonnenenergie speist unseren planeten noch die nächsten sechs milliarden jahre. dieser wunsch kann aber nur wahr werden, wenn wissenschaft und technologie sowie produktion, verteilung und konsum von gütern zwischen wissenschaft, kultur und gesellschaft neu diskutiert und ausgehandelt werden. was ich mir von der wissenschaft wünsche 42 elements #57 das innovationsmagazin von evonik wunschzettel

titelrücken * … wie evonik hilft, ressourcen zu schonen