Kooperative Abfallverwertung: Präzisionspolymere aus Kohlenstoffdioxid und elementarem Schwefel

• Antragsteller: Professor Dr. Alex Plajer, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542928411

Synthetische Polymere sind ein integraler Bestandteil unserer modernen Gesellschaft, deren Produktion sich allen Vorhersagen nach bis 2050 nahezu verdoppeln wird. Der überwiegende Anteil dieser besteht jedoch aus nur schwer abbaubaren C-C Bindungen im Polymerrückgrat, was folglich weltweit zu unkontrollierbaren Mengen an Plastikabfall geführt hat. Im Gegensatz hierzu verspricht der Einbau von Sauerstoff- oder Schwefelzentren Polymerisationen näher am chemischen Gleichgewicht, chemisch wandelbare Polymerketten sowie erhöhte physikalische, chemische und biochemische Abbaubarkeit. Dies ermöglicht nicht nur neuartige chemische Recyclingverfahren wie z.B. Polymer-zu-Monomer Recycling, sondern auch die Reprozessierung von Netzwerken durch chemische Neuverknüpfung der Ketten. Es wird zudem nicht nur aus Gründen der Nachhaltigkeit, sondern auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit notwendig sein, dass die Rohstoffe zukünftiger Materialien aus einfach verfügbaren und erneuerbaren Quellen oder kostenlosen Abfallprodukten anderer Industrien gewonnen werden können. In Anbetracht dieser Chancen und Herausforderungen wird in diesem Antrag beabsichtigt, neue kooperative katalytische Methoden zu entwickeln, um auf präzise und kontrollierbare Weise Polymere aus komplexen Monomergemischen zu erhalten. Hierbei werden unter anderem industrielle Reststoffe wie elementarer Schwefel (S8) sowie Kohlenstoffdioxid (CO2) als Bausteine verwendet, um neuartige Polymerstrukturen zu generieren, die Quervernetzungspunkte im Rückgrat aufweisen. Dank der Labilität der Schwefel-Schwefel Bindung sollen die abgeleiteten Netzwerke thermisch reprozessierbar sein, um so wiederverwendet werden zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen