ETH-Forschende revolutionieren Polymertechnik

23. Juni 2020 14:03

Zürich - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) öffnen den Weg zu neuen Arten von Kunststoffen, aber auch Produkten der Medizin und Kosmetik, die bislang nicht mögliche Anwendungen zulassen. Sie können jetzt gezielt Polymere bestimmter Kettenlänge erzeugen.

Eine Gruppe von Forschenden der ETH um Athina Anastasaki, Professorin für Polymermaterialien am Departement Materialwissenschaft, hat eine Methode entwickelt, die es erlaubt, die Dispersität und damit die Kettenlänge von Polymermaterialien systematisch und vollständig zu kontrollieren. Die Forschungsergebnisse wurden soeben in der Fachzeitschrift „Chem“ veröffentlicht.

In den bisher üblichen Verfahren der „radikalen Polymerisation“ (Free Radical Polymerisation, FRP) entstehen Polymere mit einem Gemisch sehr unterschiedlicher Längen von Polymeren. Damit produziert die chemische Industrie jährlich 200 Millionen Tonnen Polymere verschiedenster Art, wie etwa Polyacryl, Polyvinylchlorid (PVC) oder Polystyrol. Sie finden bei der Herstellung von Bekleidung, Autoteilen, Computern oder Verpackungen Anwendung.

Das neue Verfahren der ETH-Forschungsgruppe ermöglicht es laut einer Medienmitteilung, gezielt Polymere mit gleicher oder fast gleicher Kettenlänge zu schaffen und damit deren Eigenschaften gezielt für eine bestimmte Verwendung auszurichten. Die Industrie hat bereits ihr Interesse an derartigen Kunststoffen mit neuen Eigenschaften angemeldet.

Um die bislang übliche radikalische Polymerisation wenigstens einigermassen kontrollieren zu können, verwendete man bisher nur einen Katalysator. Dieser führt zwar dazu, dass die entstehenden Polymerketten einheitlich lang werden, liess sich aber nicht nach Wunsch steuern. An der ETH setzt man jetzt gleichzeitig zwei Katalysatoren von unterschiedlicher Wirkung ein – der eine ist hochaktiv, der andere wenig aktiv. Über das Mischverhältnis der beiden Katalysatoren gelang es, die Dispersität genau einstellen.

Damit ist eine Grundlage für die Entwicklung neuer Materialien aus Polymeren gelegt. Der Prozess ist zudem skalierbar, er funktioniert nicht nur im Labor, sondern lässt sich auch auf grössere Stoffmengen anwenden. gba

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