Kunststoffen neue Eigenschaften geben

Materialwissenschaftler der Universität Jena erzeugen erstmals neue Form von Copolymeren

15.08.2008

In "Macromolecular Rapid Communications" stellt Dr. Thomas Keller dar, wie am Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Friedrich-Schiller-Universität erstmals eine neue Form sogenannter Copolymere erzeugt werden konnte. Copolymere bestehen aus mindestens zwei verschiedenen Komponenten, sogenannten Meren, in einer Kette. Sie werden vor allem bei Klebeverbindungen, Recycling von Kunststoffen und bei der Entwicklung neuer Kunststoffe mit einstellbaren Eigenschaften eingesetzt.

Bei den Untersuchungen in Jena schmolz Dr. Keller die Copolymere zunächst auf. "Aus der Schmelze zogen wir einen extrem dünnen Film, der nur ca. 100 Nanometer, also ein fünfhundertstel des Durchmessers eines menschlichen Haares, dick war", beschreibt der Jenaer Wissenschaftler. Dies ist erstaunlich, da die beiden enthaltenen Komponenten normalerweise einen möglichst großen Abstand voneinander einnehmen wollen. Thomas Keller erreichte die Annäherung auf wenige Milliardstel Meter durch einen Trick: Da die Copolymere aus bindfadenartigen Molekülketten bestehen, die normalerweise als Knäuel vorliegen, richtete er sie durch Ziehen neu in die Zugrichtung aus und brachte sie eng zusammen. "Dabei ordnen sich die zwei Komponenten in einer neuen Form, sogenannten Copolymer-Nadeln, an", erläutert Dr. Keller. Damit konnte er zeigen, dass die Form eines Copolymers durch eine vergleichsweise einfache Behandlung gezielt eingestellt werden kann. Damit lassen sicht etwa Eigenschaften von optischen Leitern, Autoreifen oder Bauteilen aus recycelten Kunststoffen optimieren.

"Die Ausrichtung der Copolymerketten in eine Richtung des Films macht diese Kunststoffe potenziell sehr zugfest, was sie für neue hochfeste Kunststoffe oder für optische Anwendungen interessant macht", sagt Prof. Dr. Klaus Jandt vom Lehrstuhl für Materialwissenschaft. Hierzu wollen die Jenaer Materialwissenschafter demnächst größere Copolymerfilme herstellen.

Originalveröffentlichung: T. Keller, C. Semmler, K. D. Jandt; "Strain-Induced Phase Morphology in Melt Drawn Ultrathin Highly Oriented Block Copolymer Films"; Macromol. Rapid Commu. 2008, 29, 876.

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