Schaltbarer Haftvermittler

AUFGABENSTELLUNG

Das Recycling von beschichteten Textilien gewinnt aufgrund der zunehmend angestrebten Ressourceneinsparung immer mehr an Bedeutung. Insbesondere bei flexiblen Verbundmaterialien stellt dieses jedoch aufgrund der schwierigen Trennung von textilem Träger und Beschichtung eine große Herausforderung dar. Dabei entstehen Textilfraktionen mit Polymeranteil und Polymerfraktionen mit Textilanteil. Die Faseranteile in der Polymerfraktion stellen aktuell ein großes Problem bei der werkstofflichen Weiterverarbeitung dar. Es sind zwar verschiedene mechanische und lösungsmittelbasierte Verfahren am Markt etabliert, die jedoch alle ihre Grenzen aufweisen. 
Vor diesem Hintergrund besteht ein dringender Bedarf an innovativen Konzepten, die eine kontrollierte Trennung zwischen Beschichtung und textilem Träger ermöglichen. Im Fokus steht dabei der Einbau von Sollbruchstellen, die ein Recycling ermöglichen, die Eigenschaften der Materialien während des Gebrauchs aber nicht negativ beeinflussen. Ein Ansatz stellt dabei der Einsatz von schaltbaren Polymeren dar, welche sich zwischen Substrat und Beschichtung befinden und durch Einwirken eines äußeren Triggers die Haftung zwischen den Schichten aufheben.
 

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von schaltbaren Haftvermittlern für die Anwendung in flexiblen Polymer-Textilverbunden, die im Gebrauch eine hohe Haftung zwischen Polymer und Textil generieren, jedoch durch UV-Einwirkung gespalten werden, wodurch eine Trennung der Polymer- und Textilkomponente während des mechanischen Recyclingprozesses forciert wird.
Um das Ziel zu erreichen, wird eine Synthesestrategie erarbeitet, bei welcher die Haftvermittler in einem mehrstufigen Prozess mit entsprechenden Funktionalitäten zur Anbindung an das Substrat sowie an die Polymerbeschichtung hergestellt werden. Zielparameter hierbei sind Ausbeuten > 80 % und eine Reinheit der Produkte von > 95 %. Es wird die Spaltbarkeit der finalen Verbindungen durch UV-Bestrahlung bei einer Wellenlänge von 365-405 nm untersucht.

NUTZEN | AUSBLICK

Unter dem Konzept „Debonding on Demand“ stehen schaltbaren Materialien aktuell im Fokus der Forschung und Materialentwicklung. Am Ende der Lebensdauer können die Verbundmaterialien mechanisch zerkleinert und durch gleichzeitiges Einstrahlen von UV-Licht die schaltbaren Verbindungen angeregt und gespalten werden, wodurch die Trennung von Beschichtung und Substrat gewährleistet wird. Ein derartiges Vorgehen ist am Markt noch nicht etabliert und stellt eine Innovation auf diesem Gebiet dar. Dieses Vorgehen bringt den Vorteil mit sich, dass die Verbundmaterialien im Trockenprozess recycelt werden können und für die Trennung kein Lösungsmittel oder andere Spaltreagenzien notwendig sind. Es würde das mechanische Recycling zahlreicher Materialien ermöglichen, die Qualität der Rezyklate deutlich erhöhen und dafür sorgen, dass diese reproduzierbar erhalten werden.