Neu­ar­ti­ger Flamm­schutz für Kunst­stof­fe: Inno­va­ti­ons­preis für Bay­reu­ther Polymerwissenschaftlerin

Symbolbild Bildung

Sie sind leicht und klein und haben ein­zig­ar­ti­ge mecha­ni­sche Eigen­schaf­ten: Immer öfter kom­men Schaum­stoff­ku­geln aus expan­dier­tem Pro­py­len (EPP) in Autos, Flug­zeu­gen und ande­ren Ver­kehrs­mit­teln zum Ein­satz. Denn obwohl sie infol­ge ihrer gerin­gen Mate­ri­al­dich­te nur wenig wie­gen, zeich­nen sie sich zugleich durch eine hohe Ener­gie­ab­sorp­ti­on aus. Selbst bei hohen Kom­pres­si­ons­drücken behal­ten sie ihre Form. In ihrer Master­ar­beit im Stu­di­en­gang ‚Poly­mer Sci­ence‘ hat die Bay­reu­ther Poly­mer­wis­sen­schaft­le­rin Chri­stin Pawel­ski nun einen eben­so umwelt­freund­li­chen wie kosten­gün­sti­gen Flamm­schutz für sol­che Schaum-Kunst­stof­fe aus EPP ent­wickelt. Für die­sen inno­va­ti­ven Bei­trag zur Mate­ri­al- und Ver­fah­rens­ent­wick­lung ist sie mit dem Inno­va­ti­ons­preis Neue Mate­ria­li­en 2016 aus­ge­zeich­net worden.

Die För­der­ver­ei­ni­gung Neue Mate­ria­li­en Bay­reuth hat die­sen Preis 2015 ins Leben geru­fen und wür­digt damit all­jähr­lich die Lei­stun­gen jun­ger Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler, die auf den Gebie­ten der Mate­ri­al­ent­wick­lung und Ver­fah­rens­op­ti­mie­rung beson­ders krea­ti­ve Lösun­gen erar­bei­tet haben. Die Aus­zeich­nung wen­det sich an den wis­sen­schaft­li­chen Nach­wuchs aus dem gesam­ten Bundesgebiet.

Effi­zi­ent und umwelt­freund­lich: Ein neu­ar­ti­ger Flamm­schutz für Kunststoffe

Das von Chri­stin Pawel­ski ent­wickel­te und im Labor erfolg­reich gete­ste­te Flamm­schutz ist eine attrak­ti­ve Ant­wort auf eine Her­aus­for­de­rung, die sich seit rund einem Jahr infol­ge der EU-Gesetz­ge­bung deut­lich ver­schärft hat. Denn seit August 2015 dür­fen in der indu­stri­el­len Pro­duk­ti­on nur noch sol­che Mate­ria­li­en für den Flamm­schutz ver­wen­det wer­den, die nach­weis­lich umwelt­freund­lich, ungif­tig und effi­zi­ent sind. Damit ent­fal­len die mei­sten der halo­gen­hal­ti­gen Sub­stan­zen, die frü­her für den Flamm­schutz von Kunst­stof­fen häu­fig ver­wen­det wur­den. Denn die­se kön­nen die Umwelt schä­di­gen und beein­träch­ti­gen über­dies die gewünsch­ten Eigen­schaf­ten der Kunst­stof­fe. Zudem ver­ur­sa­chen sie, sobald sie in gro­ßen Men­gen für die indu­stri­el­le Pro­duk­ti­on ein­ge­setzt wer­den, hohe Kosten.

Die Flamm­schutz-Mit­tel, die von der Bay­reu­ther Preis­trä­ge­rin ent­wickelt wor­den sind, ent­hal­ten dage­gen kein Halo­gen, son­dern basie­ren auf Schicht-Sili­ka­ten und Phos­phor­ver­bin­dun­gen. Sie sind ungif­tig, eig­nen sich her­vor­ra­gend für Beschich­tun­gen und ver­bes­sern die Flamm­schutz-Eigen­schaf­ten im Ver­gleich mit den bis­her ver­wen­de­ten Flamm­schutz-Mit­teln; zugleich wir­ken sie der Rauch­ent­wick­lung ent­ge­gen. Dar­über hin­aus haben sie kei­ne nega­ti­ven Aus­wir­kun­gen auf die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten, wel­che die Kunst­stof­fe für zahl­rei­che Anwen­dun­gen im Leicht­bau attrak­tiv machen.

Attrak­ti­ve Anwen­dun­gen in der mit­tel­stän­di­schen Wirtschaft

Die Master­ar­beit von Chri­stin Pawel­ski ist aus For­schungs­ar­bei­ten her­vor­ge­gan­gen, die sie größ­ten­teils in Labo­ra­to­ri­en der Neue Mate­ria­li­en Bay­reuth (NMB) – in unmit­tel­ba­rer Nähe zum Cam­pus – durch­ge­führt hat. Prof. Dr.-Ing. Vol­ker Alt­städt, Inha­ber des Lehr­stuhls für Poly­me­re Werk­stof­fe an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth und Geschäfts­füh­rer der NMB, hat die Arbeit betreut. Er wür­digt den „ganz­heit­li­chen Ansatz“ der For­schungs­ar­beit, der es bei der Ent­wick­lung eines effi­zi­en­ten und umwelt­freund­li­chen Flamm­schut­zes zugleich gelun­gen sei, „die Ver­ar­beit­bar­keit des Mate­ri­als in den eta­blier­ten Pro­zes­sen der Kunst­stoff­in­du­strie zu berück­sich­ti­gen.“ Gera­de für mit­tel­stän­di­sche Betrie­be – bei­spiels­wei­se im Auto­mo­bil- oder im Flug­zeug­bau – eröff­nen sich daher neue Per­spek­ti­ven für den Ein­satz von poly­me­ren Werk­stof­fen, die schwer ent­flamm­bar, kosten­gün­stig und umwelt­freund­lich sind.

Neu­es For­schungs­ziel: Mate­ria­li­en für die näch­ste Genera­ti­on elek­tro­ni­scher Leiterplatten

Mitt­ler­wei­le hat sich die aus­ge­zeich­ne­te Poly­mer­wis­sen­schaft­le­rin einem neu­en For­schungs­the­ma zuge­wandt. Für ihre Dis­ser­ta­ti­on befasst sie sich mit Kunst­stof­fen für eine neue Genera­ti­on elek­tro­ni­scher Lei­ter­plat­ten. „Poly­me­re Werk­stof­fe haben auch in die­sem Bereich ein hohes Poten­zi­al, wie frü­he­re For­schungs­ar­bei­ten in Bay­reuth bereits gezeigt haben. Es freut mich sehr, an der Ent­wick­lung neu­er Lei­ter­plat­ten mit­ar­bei­ten zu kön­nen, die einem Lang­zeit-Gebrauch bei hohen Tem­pe­ra­tu­ren stand­hal­ten kön­nen und eine höhe­re Wär­me­leit­fä­hig­keit als der­zeit übli­che Lei­ter­plat­ten auf­wei­sen“, erklärt Chri­stin Pawel­ski. „Unter die­sen Vor­aus­set­zun­gen wird sich die näch­ste Lei­ter­plat­ten-Genera­ti­on ins­be­son­de­re auch für E‑Mo­bi­li­ty-Anwen­dun­gen eignen.“

Zur Per­son:

Chri­stin Pawel­ski wur­de 1987 in Bad Fran­ken­hau­sen gebo­ren. Nach dem Abitur 2007 am Gym­na­si­um Alex­an­drinum in Coburg absol­vier­te sie zunächst eine Aus­bil­dung zur Che­mie­la­bo­ran­tin bei Proc­ter & Gam­ble in Schwalbach/​Taunus und anschlie­ßend von 2010 bis 2013 den Bache­lor-Stu­di­en­gang ‚Ange­wand­te Che­mie‘ mit dem Schwer­punkt ‚Poly­me­re‘ an der Hoch­schu­le Reut­lin­gen. 2013 wech­sel­te sie an die Uni­ver­si­tät Bay­reuth, wo sie im Sep­tem­ber 2015 den Master-Stu­di­en­gang ‚Poly­mer Sci­ence‘ erfolg­reich abschloss. Heu­te ist sie Wis­sen­schaft­li­che Mit­ar­bei­te­rin am Lehr­stuhl für Poly­me­re Werk­stof­fe und als Dok­to­ran­din Mit­glied der Uni­ver­si­ty of Bay­reuth Gra­dua­te School.