Neue Epoxidharz-Variante ist wieder einschmelzbar, reparierbar und hemmt Flammen
Bisher ist Epoxidharz nicht recycelbar, weil die vernetzte Polymerstruktur irreversibel aushärtet. Doch jetzt hat ein Forschungsteam eine neue Variante dieses Kunststoffs entwickelt, die seine hohe Stabilität behält, ihn aber dennoch wieder einschmelzbar macht. Möglich wird dies durch Einfügen phosphorhaltiger Verbindungsmoleküle, die feste, aber reversible Bindungen zwischen den Polymerketten ausbilden.
Epoxidharze sind widerstandsfähige und vielseitige Kunststoffe. In Kombination mit Glas- oder Kohlenstofffasern werden sie beispielsweise zur Herstellung von Bauteilen für Flugzeuge, Autos, Züge, Schiffe und Windkraftanlagen verwendet. Solche faserverstärkten Kunststoffe auf Epoxidbasis haben auszeichnete mechanische und thermische Eigenschaften und sind viel leichter als Metall.
Möglich wird dies durch die Integration neuartiger"Querstreben" in die Epoxidharz-Matrix, die die Polymerketten reversibel aneinanderbinden. Dies gelang den Forschenden durch Zusatz eines Moleküls aus der Klasse der Phosphonsäureester. In der Polymermatrix bilden diese Moleküle ein dichtes Netzwerk auf Basis von Phosphor-Kohlenstoff- und Phosphor-Sauerstoff-Bindungen.
Weil das zugesetzte Molekül zudem ein Flammschutzmittel ist, macht dies das Ensemble deutlich weniger brennbar als gängige Epoxidharze. Dadurch könnte der neue Kunststoff beispielsweise zur Beschichtung von Holzböden eingesetzt werden. Er bildet dann eine transparente, widerstandsfähige Schicht, die gute flammhemmende Eigenschaften aufweist – und bei der sich Kratzer und Beschädigungen mit etwas Druck und Hitze wieder"heilen" lassen.
Um diese und weitere Anwendungen des Materials weiterzuverfolgen, suchen die Forschenden nun nach Industriepartnern. Die Chancen für einen kommerziellen Erfolg stehen gut: Denn neben seinen anderen vorteilhaften Eigenschaften ist das modifizierte Kunstharz auch noch günstig und einfach in der Herstellung.
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