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Biobasierte Polybenzoxazine mit dynamischen Bindungen verbinden Stabilität und Rezyklierbarkeit
Neue Forschung zu Polybenzoxazin-Harzen zeigt, wie sich thermische Stabilität und Rezyklierbarkeit durch bio-basierte Monomere und dynamische Bindungen in Einklang bringen lassen.
Polybenzoxazine gelten aufgrund ihrer hohen thermischen und mechanischen Stabilität als vielseitige Harze für Luft- und Raumfahrt sowie Elektronik. Ihre industrielle Nutzung wird jedoch durch den Einsatz fossiler Rohstoffe und permanent vernetzter Strukturen eingeschränkt. Dies erschwert Recyclingprozesse und erhöht den ökologischen Fußabdruck.
Ein Forschungsteam hat nun ein Konzept entwickelt, das diese Nachteile ausgleicht: Die Wissenschaftler setzten auf eine Kombination aus biobasierten Monomeren und dynamischen Dihydrazon-Bindungen. Aus Bio-Vanillin und Hydrazinhydrat wurden dihydrazonhaltige Bisphenol-Monomere hergestellt, die anschließend mit Furfurylamin polymerisiert wurden.
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Hohe Temperaturbeständigkeit bei gezielter Abbaubarkeit
Das resultierende Harz zeigte eine hohe thermische Beständigkeit mit einer Kohlenstoffausbeute von 59,5 % bei 800 °C – ein Wert, der mit erdölbasierten Polybenzoxazinen vergleichbar ist. Gleichzeitig ermöglichten die dynamischen Bindungen einen gezielten Abbau unter verschiedenen Bedingungen: Erhöhte Temperatur, Aceton-Wasser-Gemische (2:8 v/v) und 0,1 M HCl bei 50 °C.
In Carbonfaserverbundwerkstoffen blieb nach 24 Stunden Abbau 96 % der ursprünglichen Faserfestigkeit (2,64 gegenüber 2,75 GPa) erhalten, bei minimalen Oberflächenschäden. Damit bietet die Entwicklung einen vielversprechenden Ansatz, um Hochleistungsthermosets nachhaltig und wiederverwertbar zu gestalten.
Quelle: Polymer Chemistry, Issue 29, 2025
