Warum recycelbarer Gummi aus Mikropartikeln so zäh ist

14. Oktober 2026 · Nagoya, Okayama, Hirosaki

Gummi, der sich ohne Qualitätsverlust wiederverwerten lässt, gilt als wichtiger Baustein für eine Kreislaufwirtschaft. Ein Forschungsteam der Universitäten Nagoya, Okayama und Hirosaki hat nun untersucht, woher ein solches Material seine Belastbarkeit bezieht. Beteiligt waren unter anderem Takayuki Uchihashi (Nagoya), Daisuke Suzuki (Okayama) und Takuma Kureha (Hirosaki). Die Studie erschien am 13. Oktober (US-Ostküstenzeit) in der Fachzeitschrift „ACS Applied Materials & Interfaces“, die Japan Science and Technology Agency (JST) verbreitete sie am 14. Oktober als gemeinsame Pressemitteilung.

Untersucht wurde ein Gummi, der aus winzigen Polymerpartikeln aufgebaut ist. Er gilt als „horizontal recycelbar“, kann also nach dem Gebrauch wiederverwendet werden, ohne an Qualität einzubüßen. Nach Angaben der Forschenden kommt er ohne Zusatzstoffe aus und erreicht mit einer Bruchenergie von rund 50 Megajoule pro Kubikmeter eine Zähigkeit, die mit Naturkautschuk vergleichbar ist.

Um zu verstehen, was dabei im Inneren passiert, dehnte das Team Filme aus dem Material auf bis zum Achtfachen ihrer Länge und beobachtete die Partikel währenddessen direkt mit einem Rasterkraftmikroskop, das mit einer Dehnvorrichtung kombiniert war. Ergänzend kam Röntgenkleinwinkelstreuung zum Einsatz, die Strukturen im Nanometerbereich sichtbar macht. Entscheidend ist demnach, wie stark die Polymerketten innerhalb der einzelnen Partikel miteinander vernetzt sind. Bei schwacher Vernetzung verformen sich die Partikel gleichmäßig mit. Bei starker Vernetzung bleibt ihr Inneres weitgehend starr, dafür raut ihre Oberfläche auf und wird beschädigt. Das erklärt einen bekannten Zielkonflikt: Mehr Vernetzung macht den Gummi härter, aber weniger dehnbar.

Die Forschenden sehen darin Hinweise für das Design von Kunststoffen, die auch nach mehrfacher Wiederverwertung leistungsfähig bleiben. Es handelt sich um Grundlagenforschung an Laborproben. Zu einer industriellen Anwendung, zur Zahl möglicher Recyclingzyklen oder dazu, wie das Material konkret zurückgewonnen wird, macht die Mitteilung keine Angaben. Gefördert wurde die Arbeit über das JST-Programm CREST.

Foto: スゥ / CC BY-SA 3.0 / Wikimedia Commons