Defekte Kunststoffe reparieren sich selbst

Risse sind kaum zu erkennen. Das macht sie gefährlich, auch im Fall von elastisch verformbarem Kunststoff. Um das Risswachstum zu unterbinden, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht in Oberhausen jetzt im BMBF-Projekt Osiris selbstheilende Elastomere entwickelt, die sich autonom reparieren können.

„Wir haben Mikrokapseln mit einem klebenden Material, Polyisobutylen, beladen und in Elastomere aus synthetischem Kautschuk eingebracht. Wird Druck auf die Kapseln ausgeübt, platzen diese und sondern dabei das zähflüssige Material ab“, erläutert Dr. Anke Nellesen. Allerdings konnte damit kein zufriedenstellender Effekt erzielt werden. Gute Ergebnisse erzielten die Forscher hingegen, indem sie die Selbstheilungskomponente unverkapselt in das Elastomer einbrachten. Nach 24 h Heildauer betrug die wiederhergestellte Zugdehnung bei Probekörpen aus synthetischen Kautschuken rund 40 %.

Noch bessere Ergebnisse erreichten die Experten aber, indem sie Elastomere mit Ionen ausstatteten. Wird das Material beschädigt, so suchen sich die gegensätzlich geladenen Teilchen einen neuen Bindungspartner und entfalten so eine klebende Wirkung. „Durch das Beladen der Elastomere mit Ionen sorgen wir für einen stabilen Wundverschluss. Der Heilungsprozess kann beliebig oft stattfinden“, betont Nellesen den Vorteil gegenüber dem Mikrokapsel-Verfahren. Duromere mit Selbstheilungsfunktion gebe es bereits. Für Elastomere sei die Selbstheilungsmethode aber neu. os