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01.11.2017 | Polymerwerkstoffe | Nachricht | Onlineartikel

Mineralkunststoffe: selbstheilend und recycelbar

Autor:
Nadine Klein

Forscher untersuchen als Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen mineralbasierte Kunststoffe. Diese lassen sich einfach, kostengünstig sowie energiearm herstellen und können bis zu zwanzigmal wiederverwendet werden.

Verpackungen, Spielzeuge, Flaschen und Plastiktüten – sie alle bestehen aus dem Kunststoff Polyethylen. Um Kunststoffe herzustellen und nach Gebrauch zu recyceln, ist viel Energie notwendig. Das Team um Professor Helmut Cölfen von der Universität Konstanz hat daher umweltverträglichere Kunststoffe aus Mineralien entwickelt, die sich einfach herstellen lassen und bis zu zwanzigmal wiederverwendbar sind. Ausgangsmaterial des Mineralkunststoffs ist eine Natriumcarbonatlösung. Diese tropfen die Forscher in ein Gemisch aus Calciumchlorid und Polyacrylsäure. Innerhalb weniger Minuten entwickelt sich in der Lösung eine weiße, formbare Masse – der Kunststoff in Form eines Hydrogels. Seine Bestandteile sind dabei nur leicht miteinander verbunden, wodurch sich das Gel in jede beliebige Form bringen lässt. Es eignet sich etwa als Dichtungsmaterial in feuchten Umgebungen. Außerdem ist das Gel selbstheilend: Nach einem von außen bewirkten Bindungsbruch lassen sich die zwei Teile des Hydrogels unmittelbar wieder miteinander verbinden und belasten.

Trocknet das Hydrogel, behält es seine Form. Verglichen mit konventionellem Plastik ist dieser Mineralkunststoff fünf- bis sechsmal härter und eignet sich etwa als Gehäusematerial für elektronische Geräte. Ein Vorteil ist auch die Wiederverwendbarkeit des Materials: Wird der getrocknete Kunststoff in Wasser eingeweicht, quillt er auf, und es entsteht wieder das Hydrogel. Dieser Zyklus aus Trocknung und Quellung ist mindestens zwanzig Mal wiederholbar und beeinträchtigt nicht die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs. 

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