Reversible, elektroaushärtende Harze aus kationischen Lipoaten

• Antragstellerin: Professorin Dr. Albena Lederer
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 573499340

Das vorliegende Projekt etabliert eine neue Klasse nachhaltiger, elektroaushärtbarer Klebstoffe, die auf der radikal-induzierten Ringspaltungspolymerisation (ROP) bio-basierter Lipoat-Monomere beruht. Lipoate – kleine schwefelhaltige Moleküle aus erneuerbaren Rohstoffen – bilden unter elektrischer Spannung ultrahochmolekulare ( ≥ 1 MDa), stark vernetzte (hyperbranched) Netzwerke. Dieser Befund eröffnet einen energieeffizienten, präzise steuerbaren Weg zur Härtung von Haft- und Beschichtungsstoffen unter milden Bedingungen und ermöglicht stimuli-responsive, reversibel lösbare Fügeverbindungen. Ziel ist der Aufbau einer modularen Plattform redoxgetriggerter Klebstoffe, die hohe Festigkeit, selektives Debonding und Nachhaltigkeit vereint. Durch systematische Variation von Verzweigungsgrad, Funktionsdichte und Initiatorsystemen entsteht eine Materialbibliothek, deren mechanische Eigenschaften praxisnah validiert werden. Im Fokus stehen Ein-Komponenten-Harze mit elektrochemisch in situ erzeugtem Initiator sowie Zwei-Komponenten-Harze mit stabilisiertem, elektrochemisch synthetisiertem Initiator. Zur Aufklärung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in wässriger Umgebung werden hochauflösende Trenn- und Analyseverfahren aufgebaut. Feld-Fluss-Fraktionierung (AF4, ThFFF) gekoppelt mit Mehrdetektor-Arrays (MALS, DLS, RI, UV-Vis, Viskometrie, SAXS) liefert Größen-, Konformations- und Dichteprofile über mehrere Molmassenordnungen. Ein Online-Interface zu MALDI-ToF-MS ermöglicht die chemische Identifizierung von Degradationsprodukten während des elektro- oder chemisch ausgelösten Debondings. Die reversible Netzwerklösung wird gezielt über Redox-Additive, elektrische Inputs, Temperatur und Reaktionszeit gesteuert; Echtzeit-AF4-Messungen liefern kinetische und mechanistische Einblicke. So entsteht ein einzigartiger Werkzeugkasten zur Entwicklung kreislauffähiger Kleb- und Beschichtungsmaterialien. Damit schafft das Projekt die Grundlage für einen Paradigmenwechsel in der Klebstofftechnologie – weg von permanenten, nicht recycelbaren Systemen hin zu intelligenten, kreislauffähigen Lösungen für nachhaltiges Engineering und lebenszyklusorientierte Entwicklung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Singapur
• Partnerorganisation: Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)
• Mitverantwortlich(e): Dr. Susanne Boye
• Kooperationspartner: Professor Dr. Terry Steele, Ph.D.; Professor Dr. Richard Webster, Ph.D.