«Die Herstellung von Kohlenstofffasern benötigt sehr viel Energie und setzt enorm viel CO2 frei», erklärte Forschungsgruppenleiter Sabyasachi Gaan in einer Mitteilung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa.

«Wenn wir sie recyceln könnten, wäre ihr ökologischer Fussabdruck um einiges besser – und der Preis um einiges tiefer», ergänzte Gaan. Die Empa-Forscherinnen und Forscher haben dafür das traditionell nicht recycelbare Material Epoxidharz recycelbar gemacht. Der Fachwelt stellten sie das neue Material kürzlich im Fachblatt «Chemical Engineering Journal» vor.

Epoxidharze gehören zu den sogenannten Duromeren, bei denen Polymerketten engmaschig miteinander vernetzt sind. Diese Vernetzungen verhindern das für das Recycling notwendige Schmelzen des Kunststoffs. Anders verhalten sich sogenannte Thermoplaste wie etwa PET: Hier liegen die Polymerketten zwar eng beieinander, sind aber nicht miteinander vernetzt.

Widerstandsfähig und schwer entflammbar

Das erleichtert zwar das Recycling, bringt aber andere Nachteile. Wegen der fehlenden Vernetzung seien ihre mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen in der Regel nicht so vorteilhaft wie diejenigen von Duromeren, hiess es von der Empa. Das neue Epoxidharz vereint laut den Forschenden diese Eigenschaften: Es ist eigentlich ein Duroplast, kann aber wie ein Thermoplast schmelzen.

Dazu haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dem Epoxidharz ein spezielles Molekül aus der Klasse der Phosphonsäureester beigemischt. Dieses geht mit den Polymerketten Bindungen ein, die unter bestimmten Bedingungen wieder gelöst werden können. Dadurch lockert sich die Vernetzung der Polymerketten, sodass sie geschmolzen und verformt werden können. Entstanden sei ein recyclebares Material, das schwer entflammbar und mechanisch widerstandsfähig sei, so die Empa.