Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Wirtschaft + Wissenschaft> Archiv>

Biobasierte Kunststoffe umweltfreundlich produzieren

Polyamide aus HolzabfällenBiobasierte Kunststoffe umweltfreundlich produzieren

Aus Abfällen der Papierproduktion lassen sich hochwertige Kunststoffe herstellen. Wie das geht, haben Fraunhofer-Forscher herausgefunden. Die Funktionsweise ihres umweltfreundlichen Produktionsverfahrens demonstrieren sie vom 19. bis 26. Oktober auf der Messe K in Düsseldorf am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 7, Stand SC01.

sep
sep
sep
sep
Verschiedene Rohstoffe als Grundbausteine für Kunststoffe. © Foto Fraunhofer IGB

Auch wenn sich die Ölpreise im Sinkflug befinden, sind fossile Grundstoffe in der Kunststoffherstellung kein zukunftsweisender Weg. Zumal es in Zeiten des Klimawandels darum gehen muss, so wenig Kohlendioxid wie möglich freizusetzen und das Wirtschaften nachhaltiger zu gestalten – etwa, indem vermehrt nachwachsende Roh-
stoffe genutzt werden. Dabei lassen sich aus pflanzlicher Biomasse aufgrund der Vielfalt an chemischen Strukturen auch neue Chemikalien und Polymere mit herausragenden Eigenschaften gewinnen, wie das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB zeigt.

Den Straubinger Forschern geht es nicht um kompostierbare Plastiktüten, sondern um stabile High-Performance-Kunststoffe für spezielle Anwendungen, die sich umweltfreundlich herstellen lassen. An dem Straubinger Institutsteil BioCat des IGB, das Professor Volker Sieber leitet, wurden Verfahren für die Umwandlung von Terpenen, sprich Reststoffen der Cellulosegewinnung aus Holz, zu Biotensiden, biobasierten Epoxiden oder Monomeren für besonders schlagfeste, kältestabile Polyamide entwickelt (siehe auch Kasten »Was sind Terpene?« und »Polyamide aus 3-Caren«). »Diese Hochleistungspolyamide der terpenbasierten Monomere Campherlactam und Caranlactam weisen aufgrund ihrer amorphen Eigenschaften eine hohe Transparenz auf«, erklärt Projektleiter Dr. Harald Strittmatter. »So werden neue Anwendungen, etwa für Skibrillen oder Visiere von Helmen, möglich.« Aus den biobasierten Polyamiden lassen sich aber auch Produkte wie Folien, Textilien oder Klebstoffe herstellen.

Anzeige

Enzyme und unbedenkliche Stoffe ersetzen Chemikalien

Warum greifen die Fraunhofer-Forscher ausgerechnet zu Terpenen? »Sie sind ein nachwachsender Rohstoff, der als Abfallstoff der Zellstoffproduktion, aber auch in der Fruchtsaftindustrie in großen Mengen anfällt. Damit gibt es keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, wodurch sich die Teller-Tank-Diskussion erübrigt«, erläutert Strittmatter. Bislang werden diese Abfälle meist verbrannt. Das ist auch insofern unbefriedigend, als die chemische Struktur von Terpenen in ihrer Komplexität äußerst interessant ist. »Entsprechende Verbindungen können aus fossilen Grundstoffen nur sehr aufwändig hergestellt werden«, sagt der Projektleiter. Die besondere Terpen-Struktur ermöglicht Polyamide mit speziellen Eigenschaften, wie der hohen Durchsichtigkeit, herzustellen. Hierfür müssen die Terpene chemisch modifiziert werden. Durch Oxidation wird eine sogenannte Carbonylgruppe eingeführt, die in einer weiteren Reaktionsstufe zu einem Lactam, dem Monomerbaustein für Polyamide, umgesetzt werden kann. Auch hier zeigt das Fraunhofer-Verfahren Vorteile: Es sind weniger Syntheseschritte als üblicherweise erforderlich. Vor allem aber: »Wir verwenden statt heikler Chemikalien Enzyme und andere unbedenkliche Stoffe«, betont Strittmatter.

Bislang werden die biobasierten Kunststoffe noch im Labormaßstab hergestellt. Ziel ist es, das Verfahren in den Produktionsmaßstab zu überführen. Strittmatter und sein Team verfolgen aber noch eine weit größere Absicht: »Wir wollen einen Beitrag zur Biologisierung der Wirtschaft leisten.«

Infos:

Was sind Terpene?

Terpene sind Kohlenwasserstoffe. Der Begriff leitet sich vom griechischen Wort terpein ab, zu Deutsch »erfreuen« – ein Hinweis darauf, dass viele Terpene angenehm aromatisch duften. Man denke nur an Terpentin, das meist als Lösemittel für Harz und Lacke verwendet wird. Terpene sind in der Pflanzenwelt weit verbreitet und vor allem ein Bestandteil von harzreichem Holz. Aber auch Löwenzahn, Gummibäume und Gewürze wie Anis, Gewürznelken, Muskat, Kardamom, Zimt und Piment enthalten den Stoff. Leicht flüchtige Terpene bezeichnet man als ätherische Öle, die unter anderem aus den Schalen von Zitrusfrüchten gewonnen werden, etwa bei der Herstellung von Orangensaft oder Dosenobst.

Polyamide aus 3-Caren

Polyamid 6 (PA6) gilt als eines der wichtigsten Polyamide. Es wird vor allem für höherwertige Materialien eingesetzt, etwa im Fahrzeugbau. Im Gegensatz zu aus fossilen Bestandteilen hergestellten Kunststoffen ist ein aus dem Terpen 3-Caren synthetisiertes und polymerisiertes Derivat von PA6 deutlich durchsichtiger, wodurch es sich für neue und hochwertigere Anwendungen, etwa Visiere von Motorradhelmen, empfiehlt.

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Aspergillus-niger-Pilz

BiokunststoffeAconitsäure als Baustein für Bioplastik

Forschern des acib ist es gelungen, Aconitsäure als neuen Rohstoff herzustellen – ein wichtiger Baustein für die Produktion ungiftiger Biokunststoffe. Die erstaunlichsten Innovationen stammen immer noch aus der Natur.

…mehr

Weitere Beiträge zu dieser Firma

In der UV-Bestrahlungseinheit bestrahlen Fraunhofer-Forscher das Hautmodell mit einer definierten, nicht toxischen UV-Dosis. © Foto Fraunhofer IGB

PhototoxizitätSonnenschäden vermeiden durch Tests auf künstlicher Haut

Sonnenstrahlen schädigen die ungeschützte Haut. Sie können aber auch Substanzen, über Tabletten aufgenommen oder auf die Haut aufgetragen, chemisch so verändern, dass diese eine toxische Wirkung entfalten. 

…mehr

NewsNanopartikel als Schmutzfänger

Am Fraunhofer IGB in Stuttgart wurden Nanopartikel hergestellt, die selbst gering konzentrierte Pharmaka aus Abwässern effektiv binden. Möglich macht dies die NANOCYTES-Technologie, mit der Nanopartikel ganz selektiv für den verunreinigenden und abzutrennenden Stoff geprägt werden.

…mehr

Weitere Beiträge in dieser Rubrik

Abstrakte Darstellung Passwortverschlüsselung

Datensicherheit aus dem LaborChemische Schlüssel für sichere Passwörter

Wissenschaftler aus dem KIT haben Informatik mit Chemie gepaart und ein gängiges Verschlüsselungsverfahren mit einem chemischen Passwort kombiniert. 

…mehr
Holm Kändler, Geschäftsführer der Hellma GmbH & Co. KG (Bild: Hellma)

Hellma erweitert die UnternehmensspitzeNeues Mitglied in der Geschäftsführung

Zum 1. März 2018 hat Hellma die Geschäftsführung durch Holm Kändler erweitert.

…mehr
Anzeige

Mediadaten 2018

LABO Einkaufsführer

Produktkataloge bei LABO

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

LABO Web-Guide 2016

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

LABO bei Facebook und Twitter