Chinesisches Team wandelt PET-Abfall durch Upcycling in Epoxid-Härter um, Schlagzähigkeit steigt um 98,9 %

de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (Chinese Academy of Sciences), des Ningbo Instituts für Materialtechnik und -technologie (Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering) sowie der Universität Nottingham Ningbo China (University of Nottingham Ningbo China) haben eine Eintopf-Upcycling-Strategie entwickelt, die Polyethylenterephthalat (PET)-Abfälle nach dem Verbrauch in hyperverzweigte Oligomere (HBOs) umwandelt, die als Härter für Epoxidharze dienen.

Dieses „Depolymerisations- und Re-Verzweigungs"-Verfahren wandelt PET-Abfälle in Oligomere mit kompakter, stark verzweigter Struktur und reichhaltigen endständigen Hydroxylgruppen um. Das Forschungsteam erläutert, dass diese Struktur es den Oligomeren ermöglicht, sich gleichmäßig in der Epoxidmatrix zu verteilen und während des Aushärtungsprozesses kovalent in das Netzwerk einzubinden. Bei einer Zugabemenge von nur 0,3 Gew.-% erhöhen die PET-abgeleiteten HBOs die Schlagzähigkeit des ausgehärteten Epoxidharzes um 98,9 %, während gleichzeitig die Verarbeitbarkeit, mechanische Festigkeit, Transparenz und thermische Stabilität des Harzes erhalten bleiben.

Das Forschungsteam führt den Verstärkungseffekt auf die Bildung nanoskaliger struktureller Heterogenitäten innerhalb des Epoxidnetzwerks zurück. Diese starren, chemisch gebundenen Bereiche wirken als Spannungskonzentrationspunkte, die lokale plastische Verformung, Rissablenkung und Rissüberbrückung fördern und gleichzeitig Mikrorisse auslösen. Diese Mechanismen bilden gemeinsam ein multiskaliges Energiedissipationsnetzwerk, das die Zähigkeit erhöht, ohne auf die bei herkömmlichen hyperverzweigten Polymeren üblicherweise assoziierte hohlrauminduzierte Scherverformung angewiesen zu sein.

Das Verfahren zeigt Anwendbarkeit auf verschiedene PET-Ausgangsmaterialien und wurde bereits im Kilogramm-Maßstab validiert. Durch die direkte Umwandlung von PET-Abfällen in funktionelle Epoxid-Additive anstelle herkömmlicher Monomere oder Spezialchemikalien kann dieser Ansatz einen höherwertigen Weg für das Kunststoffrecycling bieten und gleichzeitig die Entwicklung zäherer Hochleistungs-Epoxidsysteme unterstützen. Die ursprüngliche Quelle dieser Ankündigung ist bei SAMPE China erhältlich.