de.wedoany.com-Bericht: Ein Forscherteam unter der Leitung von Dr. Tomonori Saito von der Abteilung für weiche Materialien und Membranen der Chemiewissenschaftsabteilung des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) hat einen neuartigen, wiederaufbereitbaren thermoplastischen Klebstoff auf Basis eines kontrollierten Nylon-Depolymerisationsprozesses entwickelt. Dieser Klebstoff kann verschiedene Substrate wie Stahl und Kohlefaser-Verbundwerkstoffe effektiv verbinden und behält auch bei hohen Temperaturen hervorragende Eigenschaften.
Die Forschung zielt darauf ab, die Herausforderungen beim Recycling von Nylon zu bewältigen. Nylon wird häufig in Branchen wie Textilien, Automobil und Verpackung eingesetzt, aber traditionelle Recyclingverfahren wie Hydrolyse, Alkoholyse und Aminolyse sind oft mit hohem Energieverbrauch und uneinheitlicher Effizienz verbunden. Das ORNL-Team steuerte die Reaktantenkonzentration und nutzte einen effizienten organischen Katalysator für die kontrollierte Alkoholyse von Nylon, um Nylon-Oligomere mit bestimmten Kettenlängen zu erhalten. Die gewonnenen Nylon-Oligomere wurden mit einem anderen Polymersegment copolymerisiert, um ein neuartiges Segmentcopolymer herzustellen, das als hochfester Schmelzklebstoff verwendet werden kann. Das Verfahren erfordert in der Regel niedrigere Temperaturen als herkömmliche Solvolyse-Techniken und könnte daher einen geringeren Energieverbrauch aufweisen. Das Forschungsteam gab an, dass mit dieser Methode ein 100%iges Nylon-Recycling (vollständige Umwandlung in Oligomere) ohne Nylonverlust oder Nebenprodukte erreicht wird.
Der vom ORNL-Team entwickelte Klebstoff zeigt bemerkenswerte Leistungen. Das aus Nylonabfällen hergestellte Nylon-Copolymer erreichte bei Raumtemperatur auf Stahl-Stahl-Substraten eine Überlappungsscherfestigkeit von 21,1 ± 2,7 MPa. Für die Verbindung von Stahl mit Kohlefaser-Verbundwerkstoffen wurden bei Raumtemperatur 16,8 ± 2,3 MPa und bei 90 °C noch 10,0 ± 1,6 MPa Haftfestigkeit erzielt. Im Vergleich dazu erreichte ein herkömmlicher Epoxidklebstoff (Handelsprodukt JB Weld ClearWeld) unter denselben Testbedingungen bei Raumtemperatur 6,5 ± 0,6 MPa und fiel bei 90 °C auf 2,8 MPa. Dieser neuartige Klebstoff ist leicht thermisch verarbeitbar und ermöglicht die Wiederverwendung oder Reparatur der verbundenen Materialien, wodurch die Systemlebensdauer verlängert wird.
Das Verfahren kann Nylon 6, Nylon 66 sowie deren Mischungen verarbeiten. Das Forschungsteam betonte, dass die Flexibilität bei der Verarbeitung verschiedener Ausgangsmaterialien für den praktischen Einsatz entscheidend sei. Derzeit ist die Technologie nur im Labormaßstab validiert (Technologiereifegrad etwa 3). Das ORNL-Team erklärte, dass für eine industrielle Anwendung eine großtechnische Systemdemonstration erforderlich sei. Eine auf ähnlichen Verfahren basierende Plattformtechnologie wird vom Technologielizenznehmer Re-Du im Hinblick auf eine skalierte Kommerzialisierung untersucht. Die Forschung wurde vom ORNL geleitet, und die Ergebnisse wurden in den Fachzeitschriften Cell Reports Physical Science (2025, 6, 102928), Materials Horizons (2023, 10, 3360–3368) und J. Mat. Chem. A (2025, 13, 32111) veröffentlicht.
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