Dr. Katharina Koschek: DuroCycle
Der Begriff “Billiges Plastik“ hat ausgedient, Kunststoffe sind heute Hochleistungswerkstoffe, die für alle möglichen Anwendungen gezielt mit speziellen Eigenschaften versehen werden. Im Projekt DuroCycleFVK sollen Faserverbundkunststoffe auf die nächste Stufe gehoben werden.
Faserverbundkunststoffe – kurz FVK – haben sich in den vergangenen Jahren als der neue Werkstoff für den Leichtbau etabliert. Äußerlich unterscheiden Sie sich kaum von anderen Kunststoffen. Ihre wahre Stärke ist hingegen im Inneren zu finden. Hier sind die namensgebenden Fasern in die Kunststoffe eingebettet. Sie sind Teil des Gesamtwerkstoffes FVK und geben ihm seine hohe Stabilität.
Im Vergleich zu gewöhnlichem Kunststoff, sind die FVK besonders: Trotz ihres geringen Gewichtes sind sie extrem bruch- und reißfest. Sie eigenen sich hervorragend für vielbeanspruchte und stoßgefährdete Teile für die Automobilindustrie und den Mobilitätssektor, beispielsweise in Stoßfängern.
Besonders feste und robuste FVK basieren auf netzwerkartigen, fest und dauerhaft miteinander verknüpften Kunststoffmolekülen. Bei solchen FVK erhöht eine Faserverstärkung noch zusätzlich die ohnehin schon hohe Festigkeit und Langlebigkeit des Werkstoffes. Gleichzeitig begrenzt die dauerhafte Verknüpfung aber auch seine Möglichkeiten. Einmal in Form gebracht lassen sich solche FVK-Bauteile nicht mehr verformen oder zerstörungsfrei bearbeiten. Das erschwert Anpassungen und macht Reparaturen und eine Wiederverwertung so gut wie unmöglich.
Hier setzt das innovative „NanoMatFutur“-Projekt DuroCycleFVK von Frau Dr. Katharina Koschek an. DuroCycleFVK oder in der Langfassung „Recyclebare und umformbare Duromere zur Herstellung modulierbarer Faserverbundkunststoffe“ hat als Ziel neuartige FVKs auf der Basis dauerhaft verknüpfter Molekülnetzwerke zu entwickeln. Diese sollen sich in geeigneten Verfahren auch nach der Herstellung noch umformen lassen. Hierdurch werden vielfältigste Formen der fertigen Werkstücke möglich. Gleichzeitig behalten die Werkstücke im alltäglichen Gebrauch ihre herausragende Stabilität. Auch Reparaturen beschädigter Bauteile bei Erhalt der ursprünglichen Eigenschaften sind denkbar.
In Sachen Nachhaltigkeit geht das Projekt sogar noch einen Schritt weiter: Eine Trennung der Werkstoffkomponenten und ihre Rückführung in den Wertstoffkreislauf erscheint erstmals möglich. Zudem will die Nachwuchsgruppe nachwachsende Naturfasern und Biopolymere als neuen Rohstoff für FVKs prüfen, um die Ökobilanz dieser Werkstoffklasse zu verbessern.
DuroCycleFVK wird eine noch größere Flexibilität bei der Herstellung von FVK-Bauteilen, sowohl bei Formgebung als auch bei Rohstoffeinsatz und -verwertung, aufzeigen.
Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Katharina Koschek
Frau Dr. Katharina Koschek absolvierte zunächst eine Ausbildung zur Chemielaborantin bevor sie ihr Chemiestudium an der Universität Leipzig aufnahm. Nach dem Diplom promovierte sie erfolgreich an der Freien Universität Berlin und dem Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie. Seit 2012 forscht sie am Fraunhofer IFAM zu Polymersystemen und deren Anwendung auf dem Gebiet der Faserverbundwerkstoffe. Sie forschte im Rahmen dieser Tätigkeit auch mehrere Monate an der Universitat Autonoma de Barcelona. Seit Februar 2015 leitet sie am Fraunhofer IFAM die „NanoMatFutur“-Nachwuchsgruppe „Chemie der Faserverbundkunststoffe“.