Stabiles Carbonfaser-Recycling
Die Preisträgerinnen des diesjährigen Walter Reiners-Stiftungspreises (von li. nach re.: Lukas Balon, Annegret Storm, Peter D. Dornier (Walter Reiners-Stiftung), Sabina Dann, Prof. Dr. Thomas Gries (ITA-Institut)
Foto: Patrick Schibat, Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF)
Die Walter Reiners-Stiftung, dem Verband der Textil- und Anlagenbauer (VDMA) zugehörend, hat drei Absolventinnen der RWTH Aachen für ihre Master- und Bachelorarbeiten ausgezeichnet: Sabina Dann, Lukas Balon und Annegret Storm von Aachener Institut für Textiltechnik (ITA).
Mit ihrer Arbeit „Towards Sustainable Waste Management: Electrochemical Surface Treatment of Carbon Fibres for Improved Reclamation and Solvolysis Resistance“ erforschte die Promovendin am ITA, Sabina Dann, einen neuartigen Ansatz zur nachhaltigen Rückgewinnung von Carbonfasern aus Verbundwerkstoffen.
Als zentraler Werkstoff moderner Leichtbauanwendungen, insbesondere in der Luftfahrt, im Automobil- und Maschinenbau, sind Carbonfasern schwer zu recyclen: aufgrund der empfindlichen Faseroberflächen und der komplexen Verbundstrukturen stellt der Prozess eine erhebliche technologische Herausforderung dar.
Danns Masterarbeit untersucht eine elektrochemische Oberflächenbehandlung von Carbonfasern, die darauf abzielt, deren Beständigkeit gegenüber solvolytischen (ein Verfahren, das den Bruch einer chemischen Bindung durch Lösungsmittel verursacht) Rückgewinnungsprozessen zu erhöhen. Die Ausbildung stabiler kovalenter Bindungen an der Faseroberfläche verhindert, dass die funktionalen und mechanischen Eigenschaften der Fasern während des Recyclingprozesses verloren gehen. Damit wird ein entscheidender Ansatzpunkt für die Wiederverwendbarkeit hochwertiger Carbonfasern geschaffen: Statt einer Degradation der Materialeigenschaften ermöglicht die Methode die Erhaltung der Leistungsfähigkeit über den gesamten Rückgewinnungsprozess hinweg. Die Arbeit eröffnet damit eine Perspektive für die Kreislaufwirtschaft von Hochleistungsverbundwerkstoffen. Die Ergebnisse zeigen, dass Carbonfasern künftig nicht nur recycelt, sondern in ihrer Qualität gezielt stabilisiert und für erneute industrielle Anwendungen verfügbar gemacht werden können. Die Anwendbarkeit dieser ressourceneffizienten Produktionsketten reichen vom Leichtbau bis zur Maschinenbauindustrie.
