Fest, leicht, durchsichtig und günstig produzierbar: Moderne Kunststoff-Mischungen sollen möglichst viele praktische Eigenschaften in sich vereinen. Doch im Unterschied zu Metallen, die homogene Legierungen bilden können, trennen sich verschiedene Misch-Polymere schnell wieder in getrennte Phasen auf.
Französische Forscher entwickelten nun ein neues Verfahren, bei dem vorher fast unmischbare Rohstoffe – wie Polyethylen und Polyamid ? ein gleichmäßig durchmischtes Material mit vielen neuen Eigenschaften bilden. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachblatt “Nature Materials” veröffentlicht (Vol. 1, S. 54).
“Für die Zukunft bietet unsere Methode einen vielseitigen Weg, um neue Materialien zu entwickeln”, sagen Helene Pernot und ihre Kollegen vom Laboratoire Matière Molle et Chimie in Paris. Um Polyethylen und Polyamid dauerhaft in einem homogenen Kunststoff zu vernetzen, starteten die Forscher mit einem so genannten “Pfropfcopolymer”. Dazu heizten sie die beiden Ausgangsstoffe bis zum Schmelzpunkt auf, so dass sich die reaktiven Gruppen der Moleküle miteinander verbanden.
Ausgehend von diesem Pfropfen lagerten sich weitere Polymer-Moleküle gleichmäßig an. Bei bestimmten Bedingungen konnten die Forscher die Selbstorganisation der Polymere ausnutzen. Stabile Nanostrukturen festigten den Mischkunststoff. Das Ergebnis ist ein Material, das Hitze deutlich besser aushält und bessere mechanische Eigenschaften hat als klassische Mischpolymere.
Jährlich werden Hunderte Millionen Tonnen an Polyamid und Polyethylen produziert. Daher konzentrierten die Wissenschaftler ihre Arbeit auch auf diese beiden wirtschaftlich interessanten Kunststoffe. Mit ihrem günstigen Mischverfahren hoffen sie nun, eine ganze Palette neuer Materialien auf der Basis bekannter Ausgangsstoffe entwickeln zu können. Besonders Bruchfestigkeit und höhere Schmelzpunkte stehen dabei im Mittelpunkt ihres Interesses.
Jan Oliver Löfken
