Teijin entwickelt selbstheilenden und kreislauffähigen duroplastischen CFK-Verbundwerkstoff

27. Juli 2026 | Nachrichten

Neues Material kombiniert Selbstheilung, Recyclingfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften konventioneller CFK-Systeme

Tokio, 28. Juli 2026: Teijin Limited hat einen neuartigen duroplastischen, langfaserverstärkten CFK-Verbundwerkstoff entwickelt, der eine wärmeaktivierbare Selbstheilungsfunktion mit hoher Recyclingfähigkeit verbindet. Gleichzeitig erreicht das Material mechanische Eigenschaften auf dem Niveau konventioneller CFK-Systeme.

Beschädigungen in der Matrix können durch kurzzeitiges Erwärmen bei einer definierten Temperatur repariert werden. Dadurch lassen sich Bauteile instand setzen, anstatt sie auszutauschen. Dies trägt zur Verlängerung der Nutzungsdauer und zu einer effizienteren Ressourcennutzung bei.

Darüber hinaus ermöglicht das Material ein Recycling über einen vergleichsweise einfachen chemischen Aufschlussprozess und unterstützt damit zirkuläre Wertschöpfungskonzepte. Potenzielle Einsatzfelder reichen von der Luft- und Raumfahrt über den Automobilbau bis hin zu Industrieanwendungen und Sportgeräten.

Nachhaltigkeitsanforderungen treiben Materialentwicklung

Die Nachfrage nach Produkten mit geringeren Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg steigt kontinuierlich. Konventionelle duroplastische CFK-Werkstoffe stoßen dabei an Grenzen: Nach der Aushärtung lassen sich die eingesetzten Harzsysteme weder aufschmelzen noch erneut verformen. Zudem werden große Teile der CFK-Abfälle am Ende ihres Lebenszyklus thermisch verwertet oder deponiert.

Vor diesem Hintergrund arbeitet Teijin seit mehreren Jahren an Lösungen zur Reduzierung von CO₂-Emissionen und Abfallströmen, unter anderem mit der auf zirkulären Rohstoffen basierenden Carbonfasermarke Tenax Next™.

Auf Basis seiner langjährigen Kompetenz im Polymerdesign hat das Unternehmen nun ein neuartiges Harzsystem entwickelt, das die mechanische Leistungsfähigkeit klassischer duroplastischer Systeme beibehält und gleichzeitig neue Funktionen ermöglicht: eine wärmeaktivierbare Reparaturfunktion sowie die Möglichkeit der Materialrückgewinnung durch chemische Zersetzung der Matrix.

Durch die Kombination dieses Harzsystems mit langfaserverstärkten Carbonfasern entstand ein duroplastischer CFK-Verbundwerkstoff, der hohe Festigkeit und Steifigkeit mit verbesserten Kreislaufeigenschaften verbindet.

Reparatur von Matrixschädigungen durch Wärmeeinwirkung

Werden Bereiche der Harzmatrix beschädigt, können diese durch kurzfristiges Erwärmen auf eine definierte Temperatur repariert werden.

Diese Funktion ermöglicht es, die Nutzungsdauer von CFK-Bauteilen zu verlängern, Materialverschleiß zu reduzieren und eine vorzeitige Entsorgung zu vermeiden.

Recycling durch Umformbarkeit

Konventionelle duroplastische CFK-Werkstoffe lassen sich nach der Aushärtung nicht erneut umformen, da die vernetzte Matrix auch unter Wärmeeinwirkung weder schmilzt noch fließt.

Das neu entwickelte Material von Teijin weist dagegen innerhalb eines definierten Temperaturfensters ein Fließverhalten auf. Dadurch kann es mittels Pressverfahren und vergleichbarer Prozesse erneut verarbeitet und in neue Geometrien überführt werden.

Rückgewinnung von Carbonfasern über chemische Matrixzersetzung

Zur Trennung von Carbonfasern aus konventionellen duroplastischen CFK-Bauteilen wird die Matrix heute in der Regel bei Temperaturen von über 400 °C thermisch zersetzt. Dieses Verfahren ist energieintensiv und mit entsprechenden Umweltbelastungen verbunden.

Der von Teijin entwickelte Verbundwerkstoff kann dagegen durch Behandlung mit einer spezifischen chemischen Lösung zerlegt werden. Dadurch lassen sich die langfaserigen Carbonfasern vergleichsweise einfach von der Harzmatrix trennen und für eine weitere Nutzung zurückgewinnen.

Das Verfahren reduziert Energiebedarf und Umweltbelastung und ermöglicht eine effiziente Wiedergewinnung hochwertiger Verstärkungsfasern.