BIOPIT – Werkstofftechnik und Verarbeitung von Biopolymeren in Thüringen, Teilthema: Untersuchungen zur Entwicklung funktioneller Polymeradditive unter Nutzung pflanzlicher Rohstoffe als Monomerquelle
Projektleiter: Dr: Rüdiger Strubl
Projektnummer: TMWAT, 2010FE9049
Laufzeit : 01.02.2011 – 30.04.2013
Projektpartner: FH Schmalkalden, Feintechnik GmbH Eisfeld, Gebr. Dürrbeck Kunststoffe GmbH, Grafe Color Batch GmbH, Plantic´Technologies (Germany) GmbH, Plastverarbeitung Thüringen GmbH, RMA-TSK Kunststoff-Systeme GmbH & Co. KG, TU Ilmenau
Aufgabenstellung
Vor dem Hintergrund der Verknappung petrochemischer Ressourcen für die chemische Industrie werden weltweit intensive Anstrengungen unternommen, um alternative Kohlenstoffquellen auf der Basis nachwachsender Rohstoffe zu erschließen. Auch auf dem Gebiet der technischen Kunststoffe besteht eine steigende Marktakzeptanz für neue und biobasierte Materialien als Zuschlagstoffe, funktionelle Additive oder Konstruktionswerkstoffe.
Ziel des Teilprojektes war es, neuartige Polymeradditive auf Basis pflanzlicher Rohstoffe zur Funktionalisierung ausgewählter Biopolymerer zu entwickeln und deren Potenzial für eine effiziente Eigenschaftsbeeinflussung im thermoplastischen Verarbeitungsprozess aufzuzeigen.
Ergebnisse
Durch umfangreiche experimentelle Untersuchungen gelang es, mittels chemischer Wandlung pflanzlicher Öle essenzielle Monomerbausteine für die Synthese neuartiger Polymeradditive zur Funktionalisierung von Kunststoffen bereitzustellen.
Untersucht wurden technologisch unterschiedliche Aufbereitungsverfahren der Rohstoffe, um über den Weg einer effizienten Triglyzeridspaltung ungesättigte Kohlenwasserstoffe oder –gemische als Hauptkomponenten für die Additiventwicklungen zu isolieren. Trägermoleküle auf der Basis von C18- bzw. C22- gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen erwiesen sich als effiziente Additivbausteine. Insbesondere wurde die Verwertung einer C22-ungesättigten Fettalkylsäure favorisiert, welche nicht in die Nahrungsmittelkette einfließt.
Anwendung
Die Entwicklungsprodukte können als Formulierungen spezieller Zuschlagstoffe für die thermoplastische Verarbeitung von biobasierten oder Standardpolymeren genutzt werden. Durch geeignete Substanzkombinationen können verschiedene Materialeigenschaften gezielt eingestellt oder auf die jeweilige Polymermatrix abgestimmt werden. Mit ausgewählten Polymeradditiven konnten biobasierte Polymere wie PLA, CA oder PHBV mit antibakteriellen, thermisch oder UV-stabilisierenden Materialeigenschaften funktionalisiert oder ihre thermoplastische Verarbeitbarkeit verbessert werden.
