Neues Recyclingverfahren für Hochleistungs-Kunststoffe

Am Forschungsbereich PYCO des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung (IAP) in Potsdam haben Wissenschaftler ein Verfahren entwickelt, um CFK-Bauteile vollständig zu recyceln. Wie das Institut mitteilt, können damit hochvernetzte Kunststoffe chemisch in ihre Ausgangsbestandteile zerlegt werden. Das Verfahren sei zudem schonend und schnell.

Wie das Verfahren konkret funktioniert, sagen die Forscher nicht. Es sei aber geeignet, so genannte Thermosets zurückzugewinnen. Das sind sehr starre Matrixharze, die mit Carbon-, Glas- oder Naturfasern verstärkt sind, und für hochbeanspruchte Bauteile eingesetzt werden. Diese ließen sich, einmal ausgehärtet, im Gegensatz zu Thermoplasten bislang nicht ohne weiteres chemisch zersetzen.

Aber genau das ist am IAP offenbar gelungen. Sie könnten nicht nur die zersetzte Polymermatrix zurückgewinnen, erklären die Forscher, sondern auch die oftmals teuren Verstärkungsfasern. Das Ergebnis seien zwar keine Endlosfasern, doch gebe es eine Vielzahl von Anwendungen für wenige Zentimeter lange Fasern.

„Dieses Recyclingverfahren ist für Unternehmen besonders interessant, da das Matrixmaterial auch im industriellen Maßstab recycelt werden kann, um daraus ausreichende Mengen neuer ‚Recycling-Thermosets‘ zu synthetisieren“, sagt Alexander Böker, Leiter des Fraunhofer IAP. In Kooperation mit dem Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und –verarbeitung (PAZ) könnten diese Harze in industrierelevanten Mengen hergestellt werden.

Positiver Nebeneffekt des Verfahrens: Es ermöglicht den Wissenschaftlern zufolge auch ein Bauteil, lokal zu reparieren. Dafür werde aus der defekten Stelle die Harzmatrix entfernt – ohne die mechanischen Eigenschaften der Verstärkungsfaser signifikant zu beeinflussen. Die freiliegenden Fasern könnten anschließend mit einem Reparaturharz wieder aufgefüllt und ausgehärtet werden.