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News: Plastik - wie Spaghetti durch die Nudelmaschine gepreßt

Stabil und leicht: Polyethylene tauchen - ob in Fotofilmen oder Isolierungen - im alltäglichen Leben immer und überall wieder auf. Eine neue Technik ermöglicht nun, Polyethylen-Fasern in einem Schritt zu synthetisieren und zu formen. Wie eine Nudelmaschine, die gleichzeitig den Teig mixt und fertige Nudeln produziert. Die so entstandenen Plastikfasern sind unter Umständen fester als jeder andere zur Zeit erhältliche Faser - bestimmt sind sie aber leichter und schneller herzustellen.
Bei der Herstellung von Polyethylenen werden Ethylen-Moleküle zu langen Ketten verbunden. Während der Synthese knicken diese Ketten oft oder werden brüchig. Um die Fasern zu entwirren, müssen die Polyethylene normalerweise nach der Produktion durch eine Form gepreßt oder geglättet werden. Dem Chemiker Takuzo Aida und seinen Kollegen von der University of Tokyo ist aufgefallen, daß bei der Herstellung der meisten Naturfasern, wie Seide oder Spinnweben, dieser zweite zeitraubende Schritt hingegen übersprungen wird. Statt dessen produzieren die Enzyme Fasern, die zeitgleich durch die nur wenige Nanometer großen Poren einer Membran gedrückt werden. Das Ergebnis sind stark dehnbare und genau ausgerichtete Moleküle. "Wir lernten von der Natur und entwickelten eine Extruder-Methode für synthetische Makromoleküle", sagte Aida.

Das Fehlen eines entsprechenden, kleinporigen Extruders hat lange Zeit die Verbesserung der alten Methode verzögert. Diese Maschine hindert das wachsende Poyethylenmolekül daran, sich zu verdrehen. Schließlich entwickelten der Chemiker Galen Stucky und seine Kollegen an der Universität of California, Santa Barbara, 1997 eine wabenartige Silikatstruktur mit drei Nanometer großen Poren. Aidas Team beschreibt, wie sie Ethylen im Inneren dieser Wabe mit dem gängigen Katalysator Titanocen kombinierten (Science vom 24. Oktober 1999). Sofort als das Ethylen an der langen Kette befestigt war, ging es problemlos durch die Poren und formte voll funktionsfähige kristalline, regelmäßige Fasern.

"Es ist ein tolles chemisches Verfahren," sagt Stucky. Und er fügt hinzu, daß die nach diesem Verfahren produzierten Polyetylene, gemessen an ihren hohen Molekulargewichten und ihrer Dichten, härter als jedes andere existierende Polyethylen sind.

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