Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Bayreuth hat einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltigerer Kunststoffproduktion gemacht. Die Wissenschaftler:innen haben erstmals die geeigneten Bausteine zur präzisen Herstellung von Kunststoffen identifiziert, die Schwefelatome enthalten. Diese neuen, schwefelhaltigen Polymere bieten einen entscheidenden Vorteil: Ihre Bindungen sind weniger stabil als die herkömmlicher Kunststoffe, was ihren Abbau unter milden Bedingungen erleichtert und somit neue, effektive Recyclingmethoden ermöglicht.
Bislang gab es nur wenige Verfahren zur Synthese solcher Kunststoffe, was ihre breite Anwendung erschwerte. Die Forschenden, die auch von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Texas A&M University unterstützt wurden, haben nun eine Methode entwickelt, um verschiedene schwefelhaltige Bausteine auf ihre Eignung für die Kunststoffherstellung zu testen. Dieser Durchbruch ebnet den Weg zur potenziellen Massenproduktion nachhaltigerer Polymere.
„Mit unserer Studie konnten wir eine Vorhersage-Regel aufstellen, die voraussagt, welche Schwefel-Bausteine perfekt aufgebaute und saubere Polymere ergeben und welche nicht“, sagt Prof. Dr. Alex J. Plajer. Bisher mussten die eingesetzten Bausteine und Reaktionsbedingungen zur Herstellung dieser schwefelhaltigen Kunststoffe speziell auf die spezifische Bestandteilkombination abgestimmt und optimiert werden. „Einen Bauplan, wie man unter einheitlichen Bedingungen nachhaltige Kunststoffe mit Schwefel herstellen kann, gab es bisher nicht“, so Plajer.
Carbonylsulfid als idealer Schwefel-Baustein für die Kunststoffproduktion
Dank ihres neu entwickelten Verfahrens konnten die Forscher:innen Carbonylsulfid als idealen Schwefel-Baustein für die Kunststoffproduktion ermitteln. Dieses Molekül zeichnet sich durch seine hohe Reaktionsfreudigkeit aus, was zur Bildung langer, gleichmäßiger Polymerketten führt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Reaktion mit sehr wenig Katalysator auskommt, der die chemische Reaktion ermöglicht. Zudem entstehen bei diesem Prozess kaum unerwünschte Nebenprodukte, was die Effizienz und Reinheit der Kunststoffherstellung deutlich erhöht.
„Mit unseren Ergebnissen legen wir den Grundstein für die Entwicklung neuer, nachhaltiger Materialien, die sich auf kontrollierte Weise abbauen lassen“, fasst Plajer zusammen.
Quelle
Universität Bayreuth (09/2025)
Publikation
Bhargav R. Manjunatha, Mani Sengoden, Merlin R. Stühler, Robert Langer, Donald J. Darensbourg, Alex J. Plajer. Monomer-Dependent Selectivity in Sulfur-Containing Ring-Opening Copolymerisation: Bimetallic Catalysis for Predictive Design of Degradable Polymers. Angewandte Chemie International Edition (2025)
DOI: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202508985