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Polymerchemie: Wiederverwertbare Hochleistungskunststoffe

So genannte Duroplasten werden vielseitig eingesetzt – Kunststoffe, die weder verformt noch recycelt werden können. In einem neuen Material mit speziellen chemischen Verbindungen hingegen ist die Wiederverwertbarkeit quasi eingebaut, bei gleich bleibend hochwertigen Eigenschaften.
Vermüllter Strand

Die meisten Kunststoffe, die derzeit verwendet werden, sind nicht einfach zu recyceln. Das hat schwer wiegende Umweltprobleme sowie weltweite wirtschaftliche Einbußen zur Folge und verschlingt endliche natürliche Ressourcen. Eine in der Industrie beliebte Kunststoffsorte sind Duroplasten, da sie sehr widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen und hohen Temperaturen sind. Gerade sie lassen sich aber nur schwer wiederverwerten, da sie nicht mit Hilfe von Hitze oder Lösungsmitteln recycelt werden können. Eine Forschungsgruppe um Peter R. Christensen vom Lawrence Berkeley National Laboratory in den USA hat nun Duroplasten entwickelt, die spezielle chemische Bindungen aufweisen. Diese als Diketoenaminbindungen bezeichneten Verknüpfungen können sich innerhalb des Polymernetzwerks umstrukturieren.

Dadurch lassen sich die neuen Kunststoffe in einem energieeffizienten Prozess wiederverwerten. Man zerlegt dabei das Material in seine ursprünglichen Einzelbausteine und kann diese anschließend zu neuen Duroplasten zusammensetzen, die mit dem Ausgangsmaterial beinahe identisch sind …

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  • Quellen

Christensen, P. R. et al.: Closed-loop recycling of plastics enabled by dynamic covalent diketoenamine bonds.Nature Chemistry 11, 2019 

Lloyd, E. M. et al.: Fully recyclable metastable polymers and composites. Chemistry of Materials 31, 2019

Zhu, J.-B. et al.: A synthetic polymer system with repeatable chemical recyclability. Science 360, 2018