Recycling für Flugzeuge und Züge
Empa-Forschende haben einen Verbundwerkstoff entwickelt, der leicht, schwer entflammbar und gleichzeitig recycelbar ist.
Das Wichtigste in Kürze
- Flugzeuge und Züge benötigen leichte und besonders brandsichere Materialien.
- Viele der dafür eingesetzten Verbundwerkstoffe lassen sich bisher kaum recyceln.
- Eine Entwicklung der Empa ermöglicht es, die Bestandteile voneinander zu trennen.
Leicht, stabil und schwer entflammbar: Materialien für Flugzeuge und Passagierzüge müssen eine ganze Reihe von Anforderungen erfüllen. Beim Recycling sieht es allerdings häufig schlecht aus. Viele Verbundwerkstoffe lassen sich am Ende ihrer Lebensdauer kaum wieder in ihre Bestandteile zerlegen.
Forschende der Empa haben gemeinsam mit dem Spezialchemieunternehmen Elantas nun einen solchen Werkstoff recycelbar gemacht. Zum Einsatz kommen könnte er beispielsweise im Boden von Flugzeug- oder Zugkabinen.
Ein Sandwich aus mehreren Materialien
Der Verbundwerkstoff ist ähnlich wie ein Sandwich aufgebaut. In der Mitte befindet sich eine leichte Wabenstruktur aus dem hitzebeständigen Kunststoff Aramid. Darüber und darunter liegen mehrere Schichten aus Glas- oder Kohlefasern.
Zusammengehalten wird das Ganze durch Epoxidharz. Genau das macht das Recycling schwierig. Ausgehärtetes Epoxid lässt sich normalerweise weder wieder einschmelzen noch einfach auflösen. Entsprechende Verbundwerkstoffe werden deshalb häufig verbrannt oder deponiert.
Ein Zusatz verändert das Epoxidharz
Die Empa-Forschenden haben einen speziellen phosphorhaltigen Zusatz entwickelt, der gleich zwei Aufgaben erfüllt. Er macht das Epoxidharz schwer entflammbar und verändert zugleich seine chemischen Eigenschaften so, dass sich der Verbund später wieder zerlegen lässt.
Mit einem geeigneten Lösungsmittel und etwas Wärme können die einzelnen Schichten voneinander getrennt werden. Die Wabenstruktur sowie die Glas- oder Kohlefasern lassen sich dadurch zurückgewinnen.
Das ist nicht nur aus ökologischer Sicht interessant. Insbesondere Aramid-Waben und Kohlefasern sind teuer. Sie erneut verwenden zu können, könnte sich deshalb auch wirtschaftlich lohnen.
Auch das Epoxid könnte recycelt werden
Noch lässt sich nicht der gesamte Werkstoff wiederverwenden. Grundsätzlich könnte laut den Forschenden auch das Epoxidharz aus dem verwendeten Lösungsmittel zurückgewonnen werden. Dieser Schritt soll in weiteren Projekten untersucht werden.
Für einen möglichen Einsatz in Flugzeugen ist entscheidend, dass die Recyclingfähigkeit nicht auf Kosten der Sicherheit geht. Nach Angaben der Empa erfüllt das neue Material die Brandschutzbestimmungen und erreicht bei seinen mechanischen Eigenschaften fast die Werte herkömmlicher Epoxid-Verbundwerkstoffe.
