Robert Klatt
Kunststoffe auf Epoxidharzbasis werden in vielen Produkten verwendet, können aber bisher nicht recycelt werden. Eine Neuentwicklung ermöglicht es, die eingearbeiteten Fasern erneut zu nutzen.
Zürich (Schweiz). Epoxidharze sind Kunststoffe, die in Kombination mit Glas- oder Kohlenstofffasern unter anderem für Windkraftwerke verwendet werden. Laut Wenyu Wu von Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat das Material, das zu den Duromeren gehört, aber einen großen Nachteil. Weil bei Duromeren die Polymerketten engmaschig vernetzt sind, ist das Recycling bisher nicht möglich.
„Heute sind faserverstärkte Kunststoffe praktisch nicht recycelbar, außer unter extremen Bedingungen, die die Fasern beschädigen. Haben sie einmal ausgedient, werden sie verbrannt oder in Deponien entsorgt.“
Laut einer Publikation im Chemical Engineering Journal ist es Forschern der Empa um Sabyasachi Gaan nun gelungen, einen vollständig recycelbaren Kunststoff auf Epoxidharzbasis zu entwickeln. Dazu haben die Wissenschaftler ein Phosphonsäureester-Molekül zum Epoxidharz hinzugefügt.
Diese Moleküle kreieren ein engmaschiges Geflecht durch Phosphor-Kohlenstoff- und Phosphor-Sauerstoff-Verbindungen, die sich bei hohen Temperaturen umorganisieren können. Das ermöglicht, das Harz erneut zu schmelzen. Ursprünglich wurde das hinzugefügte Molekül als Brandschutzmittel entwickelt, was das Harz weniger brennbar macht als übliche Varianten.
Laut den Empa-Forschern könnte das innovative Harz ideal für die Beschichtung von Holz sein. Es würde eine klare, robuste Oberfläche erzeugen, die auch feuerresistent ist. Durch Einsatz von Hitze und Druck könnten sogar Beschädigungen wie Kratzer repariert werden. Langfristig strebt das Team an, einen Kompositstoff zu entwickeln, bei dem sowohl die Fasern als auch die Kunststoffmatrix separat recycelt werden können.
Chemical Engineering Journal, doi: 10.1016/j.cej.2023.143051
