Schlagzähigkeit von Kunststoffen aus Rezyklaten – Sicherheit, Prüfung und industrielle Relevanz

oder Dr. Magdalena Laabs 24. Januar 2026

Ein Fahrzeugstoßfänger, der bei einem leichten Aufprall spröde bricht, ein Rohr, das bereits bei der Montage beschädigt wird, oder ein Kunststoffbauteil, das sich bei niedrigen Temperaturen unvorhersehbar verhält – solche Probleme treten beim Endanwender deutlich häufiger auf, als allgemein angenommen wird.
In solchen Fällen ist der entscheidende Werkstoffparameter die Schlagzähigkeit, definiert als die Fähigkeit eines Polymers, Aufprallenergie aufzunehmen, ohne plötzlich spröde zu versagen.

Gleichzeitig werden immer mehr Bauteile in Fahrzeugen und technischen Produkten aus Recyclingmaterialien hergestellt.
Für Endanwender wirft dies Fragen zur Sicherheit und Dauerhaftigkeit auf, während es für Produzenten und Recycler die Notwendigkeit einer korrekten Prüfung und Kontrolle der Schlagzähigkeit von Regranulaten mit sich bringt, damit das Material den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entspricht.

Im weiteren Verlauf dieses Artikels gehe ich auf technische Aspekte ein, die für Rezyklathersteller und -verarbeiter relevant sind, einschließlich Schlagzähigkeitsprüfungen, normativer Anforderungen sowie der Interpretation von Prüfergebnissen im Kontext konkreter Anwendungen.

Werden recycelte Kunststoffe in Fahrzeugen und Stoßfängern eingesetzt – und beeinflusst dies die Sicherheit?

Ja. Die moderne Automobilindustrie setzt recycelte Kunststoffe in großem Umfang ein, auch in Außenbauteilen von Fahrzeugen. Dies betrifft unter anderem:

Stoßfänger,
Radhausschalen,
technische Schutzabdeckungen,
Zier- und Designelemente.

Entscheidend ist jedoch nicht die Herkunft des Materials, sondern ob es die technischen Anforderungen erfüllt, insbesondere in Bezug auf Schlagzähigkeit und Energieaufnahme bei einem Aufprall.

Aus welchen Materialien werden Fahrzeugstoßfänger hergestellt?

Stoßfänger bestehen nicht aus reinem ABS. In der Praxis werden am häufigsten eingesetzt:

PP mit Elastomermodifikation (PP/EPDM, PP/TD) – Werkstoffe, die gezielt für die Aufnahme von Aufprallenergie entwickelt wurden,
seltener modifizierte Polymerblends, die auf bestimmte Knautschzonen abgestimmt sind.

ABS wird hingegen широко in Außen- und teiltragenden Bauteilen verwendet, wie z. B.:

Radabdeckungen,
technische Gehäuse,
Schutzpaneele,
Styling- und aerodynamische Elemente.

In diesen Anwendungen bietet ABS eine ausgewogene Kombination aus Steifigkeit, Schlagzähigkeit und Oberflächenqualität.

Und wie steht es um die Sicherheit?

Wenn ein Regranulat (also ein Kunststoff aus Recycling):

ordnungsgemäß modifiziert ist,
eine kontrollierte Schlagzähigkeit aufweist,
nach der geltenden Norm geprüft wurde,

dann verringert es die Fahrzeugsicherheit nicht.

Probleme entstehen ausschließlich dann, wenn:

Regranulate mit unzureichender Schlagzähigkeit eingesetzt werden,
Prüfungen unterbleiben oder Prüfergebnisse falsch interpretiert werden,
das Material außerhalb des qualifizierten Anwendungsbereichs eingesetzt wird.

Aus diesem Grund gelten in der Automobilindustrie sehr strenge Anforderungen an die Schlagzähigkeitsprüfung, und recycelte Materialien müssen die gleichen funktionalen Anforderungen erfüllen wie Neuware.

Was bedeutet das für den Fahrzeugnutzer?

Für Fahrer und Passagiere ist es unerheblich, ob ein Bauteil aus Neuware oder Recyclingmaterial besteht.
Entscheidend ist allein, ob das Bauteil:

sich unter Aufprallbelastung vorhersehbar verhält,
nicht spröde versagt,
Aufprallenergie wirksam absorbiert.

Genau deshalb ist die Schlagzähigkeit von Kunststoffen einer der zentralen Parameter bei der Auslegung und Materialauswahl im Fahrzeugbau.

Charpy- und Izod-Verfahren – Probenvorbereitung, normative Anforderungen und technologische Bedeutung

Die Schlagzähigkeit von PP- und ABS-Regranulaten ist ein Kriterium bei der Qualifizierung von Materialien für Anwendungen, bei denen Bauteile folgenden Belastungen ausgesetzt sind:

Stößen,
dynamischen Beanspruchungen,
montagebedingten Spannungen.

In der industriellen Praxis entscheidet dieser Parameter darüber, ob ein Regranulat für eine bestimmte Anwendung geeignet ist oder ausgeschlossen werden muss.

Die Prüfungen erfolgen an Schlagprüfkörpern („Stäben“), die gemäß den Anforderungen der jeweiligen Norm hergestellt werden.
Die Normkonformität wird bestimmt durch:

Abmessungen der Proben,
Art der Probenherstellung,
Prüfbedingungen.

Schlagzähigkeitsprüfverfahren: Charpy und Izod

Für PP- und ABS-Regranulate werden überwiegend zwei Verfahren eingesetzt:

Charpy,
Izod.

Diese Verfahren sind nicht gleichwertig.

Beim Charpy-Verfahren liegt die Probe auf zwei Auflagen und wird in der Mitte angeschlagen.
Beim Izod-Verfahren ist die Probe einseitig eingespannt und wird am freien Ende belastet.

Die unterschiedlichen Belastungssituationen führen zu verschiedenen Mechanismen der Rissinitiierung und -ausbreitung.
Ergebnisse aus Charpy- und Izod-Prüfungen dürfen nicht miteinander verglichen oder umgerechnet werden.

In der europäischen Industrie, insbesondere bei PP- und ABS-Regranulaten, wird häufiger das Charpy-Verfahren angewendet, da es:

empfindlicher gegenüber Materialdegradation ist,
Chargenunterschiede besser differenziert.

Das Izod-Verfahren wird vor allem dann eingesetzt, wenn es durch Kundenspezifikationen oder Zielmärkte gefordert ist.

Prüfausrüstung für die Schlagzähigkeitsprüfung

Charpy- und Izod-Prüfungen werden mit Pendelschlagwerken durchgeführt, die:

über austauschbare Auflagen bzw. Einspannvorrichtungen verfügen,
eine Anpassung der Schlagenergie ermöglichen,
die vom Prüfkörper absorbierte Energie erfassen.

Für Prüfungen an gekerbten Proben ist ein Kerbfräsgerät erforderlich, das eine normgerechte Kerbgeometrie gewährleistet.
Eine Probe ohne korrekt hergestellten Kerb entspricht nicht den Normanforderungen.

Bei Prüfungen außerhalb der Raumtemperatur werden die Proben in temperierten Klimakammern konditioniert.

Probenherstellung für die Schlagzähigkeitsprüfung

In der Qualitätskontrolle von PP- und ABS-Regranulaten ist die Herstellung der Prüfkörper im Spritzgussverfahren mit einer normkonformen Form Standard.
Prozessparameter wie:

Zylinder- und Werkzeugtemperaturen,
Einspritzgeschwindigkeit,
Nachdruck,
Abkühlzeit,

beeinflussen das Schlagzähigkeitsergebnis unmittelbar und sind Bestandteil der Prüfbedingungen.

Jede Änderung der Verarbeitungsparameter stellt eine Änderung der Prüfbedingungen dar und kann zu signifikanten Abweichungen der Schlagzähigkeit führen, selbst innerhalb derselben Materialcharge.

Der Kerb als Werkzeug zur Bewertung der Materialqualität

Bei Schlagzähigkeitsprüfungen von Regranulaten werden überwiegend gekerbte Proben eingesetzt.
Der Kerb:

definiert den Ort der Rissinitiierung,
ermöglicht die Bewertung der Rissausbreitungsbeständigkeit des Materials.

Kerbproben erlauben unter anderem die Beurteilung von:

thermischer Degradation bei PP,
dem Zustand der Elastomerphase in ABS,
Verunreinigungen und Materialinhomogenitäten.

Der Kerb muss normgerecht mit einem geeigneten Werkzeug hergestellt werden.
Manuelles Kerben oder ungeeignete Werkzeuge führen zu nicht normkonformen Prüfergebnissen.

Normative Anforderungen und Vergleichbarkeit der Ergebnisse

Die Schlagzähigkeitsnorm definiert:

Probenabmessungen,
Kerbgeometrie,
Art der Lagerung oder Einspannung,
Prüftemperatur,
Berechnung und Darstellung der Ergebnisse.

Fehlen in der Prüfdokumentation Angaben zur Methode, Norm, Temperatur oder Probenherstellung, sind die Ergebnisse weder zwischen Chargen noch zwischen Lieferanten vergleichbar.

Veränderungen der Schlagzähigkeit nach dem Recycling

Bei PP ist eine verringerte Schlagzähigkeit meist auf:

Abbau der Polymerketten,
Veränderungen der Molmassenverteilung

zurückzuführen.
Ein Regranulat kann die MFI-Anforderungen erfüllen und dennoch eine deutlich reduzierte Schlagzähigkeit aufweisen.

Bei ABS ist der Zustand der Elastomerphase entscheidend.
Zu hohe Verarbeitungstemperaturen, lange Verweilzeiten oder wiederholte Verarbeitungsschritte reduzieren die Fähigkeit zur Energieaufnahme bei einem Aufprall.

Bedeutung der Schlagzähigkeit für Endanwendungen

Eine hohe Schlagzähigkeit von PP- und ABS-Regranulaten ermöglicht deren Einsatz in Bauteilen, die:

mechanischen Stößen,
montagebedingten Spannungen,
wechselnden Temperaturbedingungen

ausgesetzt sind.

Eine reduzierte Schlagzähigkeit erhöht das Risiko von:

Rissbildung,
instabiler Qualität,
Kundenreklamationen.

Aus Sicht des Endanwenders entscheidet die Schlagzähigkeit über die Eignung eines Materials für eine bestimmte Anwendung – unabhängig davon, ob es neu oder recycelt ist.

Praktische Schlussfolgerungen

Die Angabe der Schlagzähigkeit von PP- und ABS-Regranulaten ist nur dann sinnvoll, wenn:

eine klar definierte Prüfmethode (Charpy oder Izod) angewendet wird,
die Proben normgerecht hergestellt werden,
die Prüfbedingungen bekannt und reproduzierbar sind.

Andernfalls stellt das Prüfergebnis keine verlässliche technische Information dar – weder für den Regranulathersteller noch für den Kunden.

Schlagzähigkeit in konkreten industriellen Anwendungen

Für Hersteller von PP-Rohren bestimmt die Schlagzähigkeit das Materialverhalten bei:

Transport,
Lagerung,
Installation,
Einsatz bei niedrigen Temperaturen.

Eine reduzierte Schlagzähigkeit führt in der Praxis zu Rissen bereits vor der Inbetriebnahme, trotz Einhaltung anderer Kenndaten.

Bei ABS-Bauteilen (Stoßfänger, Gehäuse, Schutzteile) bestimmt die Schlagzähigkeit die Fähigkeit, Aufprallenergie ohne sprödes Versagen aufzunehmen, insbesondere bei punktuellen Belastungen und niedrigen Temperaturen.

In beiden Fällen ist die Schlagzähigkeit kein Nebenparameter, sondern eine entscheidende Eigenschaft für die Anwendungstauglichkeit eines Regranulats.

Schlagzähigkeit bei anderen Polymeren

Obwohl sich dieser Artikel auf PP und ABS konzentriert, ist die Schlagzähigkeit auch für andere Kunststoffe von zentraler Bedeutung:

PS – entscheidend für technische Anwendungen,
PA – besonders relevant bei niedrigen Temperaturen und Feuchtigkeit,
PET – wichtig für modifizierte technische Rezyklate,
PVC – kritisch für Profile, Rohre und Bauelemente.

In allen Fällen gilt derselbe Grundsatz:
normgerechte Prüfung, normgerechte Proben und eine Interpretation der Ergebnisse im Kontext von Verarbeitungshistorie und Anwendung.

Zusätzliche Information

Derzeit bereite ich die Publikation
„Additive im mechanischen Kunststoffrecycling – Verbesserung der Qualität und Stabilität von Regranulaten“ vor, die unter anderem folgende Themen behandelt:

Schlagzähmodifikatoren in Regranulaten,
Elastomere und Copolymere als schlagzähe Phasen,
Mechanismen der Rissinitiierung und -ausbreitung,
Schlagzähmodifikation von ABS-, PS-, PA- und PET-Rezyklaten,
gezielte Einstellung von Rezyklateigenschaften für konstruktive Anwendungen.

Die Publikation befindet sich in der Endphase und erscheint in Kürze in gedruckter Form.

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