Neue Generation thermoplastischer Elastomere mit kontrollierten thermomechanischen Eigenschaften

• Antragsteller: Professor Stephen Schrettl, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568911046

Thermoplastische Elastomere (TPEs) vereinen die Elastizität herkömmlicher Elastomere mit der Schmelzverarbeitbarkeit von Thermoplasten und bieten damit entscheidende Vorteile in Anwendungsbereichen, die von Verpackungen bis zum Automobilbau reichen. Den derzeit verfügbaren TPEs mangelt es jedoch häufig an der präzisen Kontrolle über die Struktur, die notwendig wäre, um fortschrittlichere Funktionalitäten zu realisieren. Das TECPRO-Projekt geht diese Herausforderung an, indem es eine neue Generation von TPEs mit kontrollierten und reversiblen thermomechanischen Eigenschaften entwickelt, um somit eine unerreichte Flexibilität beim Materialdesign zu ermöglichen. Der Kern der Innovation liegt in der Kombination wohldefinierter Blockcopolymere mit „weichen“ und „harten“ Segmenten mit reversibler Vernetzungschemie, insbesondere dynamischer kovalenter Bindungen und nicht-kovalenter Metall-Ligand-Koordination. Dieser duale Ansatz soll es ermöglichen, die mechanischen Eigenschaften des Polymers durch gezielte Stimuli (Wärme oder Licht) anzupassen und neu zu konfigurieren. Durch die selektive Vernetzung eines oder beider Segmente kann das fertige TPE lokalisierte Variationen in Steifigkeit, Elastizität und Wärmebeständigkeit aufweisen. Auf diese Weise ebnet TECPRO nicht nur den Weg für funktional abgestufte Materialien mit räumlich variierenden Eigenschaften, sondern trägt zugleich zu einer nachhaltigen, zirkulären Kunststoffwirtschaft bei. Dank der reversiblen Vernetzung können diese Materialien mehrfach wiederverarbeitet und „umprogrammiert“ werden, ohne dass ihre Gesamtintegrität beeinträchtigt wird. Der Forschungsansatz erstreckt sich dabei über die gesamte Wertschöpfungskette: von der Synthese neuer Bausteine und der Untersuchung ihrer Selbstorganisation bis hin zur detaillierten strukturellen, thermischen und mechanischen Charakterisierung der entstehenden TPEs. Gelingt dies, wird TECPRO unser Verständnis über den Einfluss der molekularen Architektur auf die Materialeigenschaften erheblich vertiefen und so die Entwicklung anpassungsfähiger Polymere für Bereiche wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, biomedizinische Anwendungen und Soft Robotics vorantreiben. Indem ein umfassendes Konzept für stimulusreaktive TPEs bereitgestellt wird, beabsichtigt das Projekt, grundlegende Forschung zu nutzen, um technologische Innovationen zu fördern und letztlich effizientere, vielseitigere sowie umweltfreundlichere Polymerwerkstoffe bereitzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. David Fournier; Professor Dr. Grégory Stoclet