Epoxidharze gehören zu den wichtigsten Kunststoffen für Hochleistungsanwendungen, insbesondere in faserverstärkten Werkstoffen. Ihre starke molekulare Vernetzung verhinderte bislang ein Recycling. Forschende der Empa haben nun ein Epoxidharz entwickelt, das sowohl thermomechanisch als auch chemisch recycelt werden kann.
«Wir haben heute nur zwei Möglichkeiten, Epoxidharz zu entsorgen: Verbrennung oder Mülldeponie», sagt Empa-Forscher Arvindh Sekar vom «Advanced Fibers»-Labor in St. Gallen.
Phosphorzusatz ermöglicht neue Materialeigenschaften
Der Schlüssel liegt in einem phosphorhaltigen Polymer, das vor dem Aushärten in das Harz eingebracht wird. «Phosphor-basierte Additive sind beliebte Flammschutzmittel», sagt Sekar. «Normalerweise werden sie einfach als Pulver unter das Epoxidharz gemischt.» Die neue chemische Struktur bewahrt sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch die flammhemmende Wirkung.
Recycling von Verbundwerkstoffen
Das neuartige Material erlaubt nicht nur das Wiederverformen durch Hitze, sondern auch das chemische Auflösen bei faserverstärkten Kunststoffen. Dabei können Fasern weitgehend unbeschädigt zurückgewonnen werden. «Neben den Fasern können wir zudem über 90 Prozent des Epoxids und des Phosphors zurückgewinnen», ergänzt Sekar.
Perspektiven für industrielle Anwendungen
Der Herstellungsprozess ist mittlerweile industriell skalierbar. Mögliche Anwendungen reichen von Beschichtungen über Klebstoffe bis hin zu Verbundwerkstoffen für Windturbinen. «Wir suchen nach Industriepartnern, die Interesse hätten, das schwer entflammbare und recycelbare Epoxid zu kommerzialisieren», sagt Sekar.