Vitrimere sind eine Klasse vernetzter Polymere, die im Unterschied zu klassischen Duromeren bei erhöhter Temperatur topologische Umlagerungen ihres Netzwerkes durch reversible kovalente Bindungsaustauschreaktionen erlauben. Sie vereinen damit mechanische Eigenschaften eines thermisch stabilen Netzwerks mit der Reprozessierbarkeit von Thermoplasten.

Charakteristisch für Vitrimere ist ein associativer Bindungsaustausch (z.B. transesterifikative, Transamid- oder Siloxan-Austauschreaktionen). Dabei bleibt der Vernetzungsgrad während des Austauschs nahezu konstant; nur die Konnektivität der Knotenpunkte ändert sich. Dies führt über einer materialspezifischen Vitrimer-Übergangstemperatur zu einem viskosen, glasähnlichen Fließverhalten mit einer Viskosität, die Arrhenius- statt WLF-Charakteristik zeigt.

Aus werkstofftechnischer Sicht sind Vitrimere interessant, weil sie formstabil und lösungsmittelbeständig wie Duromere sind, sich aber durch Wärme und gegebenenfalls Katalysatoren schweißen, reparieren und recyceln lassen. Mechanische Eigenschaften (E-Modul, Festigkeit, Kriechverhalten) werden durch die Netzwerkarchitektur und die Kinetik der Austauschreaktionen bestimmt. Die Zeit-Temperatur-Superposition muss die chemische Relaxation explizit berücksichtigen.

Anwendungen umfassen strukturelle Verbundharze, Hochleistungsbeschichtungen und 3D-druckfähige Netzwerke. Zentrale Herausforderungen sind die präzise Kontrolle der Austauschkinetik, die Langzeitstabilität unter Servicebedingungen und die Skalierung kompatibler Syntheserouten für industrielle Prozesse.