Superelastische Polymere: Kunststoffe der Zukunft

Einem Wissenschaftsteam des Instituts für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Friedrich-Schiller-Universität Jena unter der Leitung von Roland Weidisch ist es gelungen, superelastische Kunststoffe mit herausragenden Eigenschaften zu entwickeln. Somit wird eine Ausdehnung bis weit über das Zehnfache ihrer ursprünglichen Größe möglich. Eine Belastung bis 1.000 Prozent soll demnach möglich sein, wobei diese innovativen Polymere ihre anfängliche Form komplett wieder annehmen.

Im Gespräch mit pressetext weist Weidisch darauf hin, dass das Geheimnis in der Molekülverknüpfung liegt und sich potenzielle Anwendungsgebiete industrieweit finden lassen. Der Experte spricht hierbei den zukunftsweisenden Einsatz superelastischer Kunststoffe vor allem in der Medizin als Silikonersatz an, wobei sich die Forschungsergebnisse in diesem Bereich noch teilweise im Grundlagenstadium befinden. Den ehest möglichen Einsatzort dieser Werkstoffe sieht der Wissenschaftler in den USA, da mit der chemischen Synthese neue Patentierungsmöglichkeiten offen stehen. In der Prognose gibt sich der Forscher dahingehend optimistisch, als erste Testverfahren im akustischen Membranenbereich Erfolg versprechend waren und sich schon im nächsten Jahr industriell etablieren werden. Hierbei hält er die Anwendung im Lautsprecher- und Kopfhörerbereich nicht nur für die USA, sondern bald auch für den gesamten europäischen Raum für durchaus realistisch.

Die Eigenschaften superelastischer Kunststoffe werden durch lange Ketten ihrer verknüpften molekularen Einzelbausteine erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen, wie beispielsweise Polystyrol (PS) oder Polyvinylchlorid (PVC), sind superelastische Kunststoffe aus einer elastischen Grundkette mit zusätzlichen komplexen Verzweigungen, wie etwa PS, aufgebaut. Folglich lassen sich die an für sich gegensätzlichen Eigenschaften einer stabilen Festigkeit einerseits und hoher Elastizität andererseits erreichen. Ergebnisorientiert steht bei der wissenschaftlichen Erforschung solcher Art neuer Kunststoffe die chemische und physikalische Grundstruktur im Vordergrund. Anwendungsspezifisch werden die mechanischen Eigenschaften analysiert, um darauf aufbauend „potenzielle Einsatzgebiete solcher Materialien“ weiter ausfindig machen zu können, so Weidisch. In diesem Zusammenhang könnten superelastische Kunststoffe bald auch im Bereich des Automobil-Fahrzeugbaus eingesetzt werden.