Dr. Berlnd Hövel
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31.10.2008

Da die Lignin-Spaltprodukte neben Syringol und Gujacol auch erhebliche Mengen an Catechol enthalten wurden zunächst eine Art "Pre-Polymer" Reaktion mit den Ligninfraktionen durchzuführen. Als mögliche Anwendung der Lignin-Spaltprodukte wurde der Einsatz in Laminaten (Basismaterial von Leiterplatten) gewählt. Zu diesem Zwecke wurde versucht die Lignin-Spaltprodukte als Zuschlag zu einer Standard-Reaktion für ein "Brominiertes-Epoxid Harz" (BER) unter Zugabe von ca. 1% Lignin-Spaltprodukt unter Erwärmen auf 140 °C beizumischen. Das so entstandene Harz wurde dann zum Thermoset umgesetzt und im Prepreg-Verfahren zu einem Glasfaserverbundwerkstoff verarbeitet. Das Material entspricht somit der FR-4-Klassifikation für Leiterplatten: Damit wurde eine Verwertbarkeit der Ligninspaltprodukte innerhalb einer Epoxidharzapplikation einwandfrei nachgewiesen. Interessanterweise erzielt das Ligninspaltprodukt-Laminat eine höherwertige FR-Klasse als z.B. ein Laminat basierend auf Phenol-Papier. Damit ist Lignin in hochwertiger Elektronik verarbeitbar. Da die Phenol-Epoxy Reaktion mit den Lignin-Spaltprodukten einwandfrei durchführbar ist, sollte auch eine direkte Epoxidierung möglich sein. Dazu wurde Ligninspaltprodukt in Toluol gelöst und im Überschuss mit Epichlorhydrin und Natronlauge versetzt. Das so erhaltene Harz hat eine Viskosität von 416 mPas. Es ist damit nicht ganz so dünnflüssig ein vergleichbarer, mono-funktioneller Reakativverdünner Zur Phenolnovolack-Synthese von Lignin-Spaltprodukten wurde der Lignin-Extrakt mit Paraformaldehyd und einer katalytischen Menge von NaOH versetzt, gut verrührt und anschließend aufgeheizt. Dieses Reaktionsgemisch sollte in einer Methylolationsreaktion den ersten Schritt einer Resol-Bildung nachahmen Die Auswertung ergab, dass keinerlei Reaktion stattfindet.

Es ist das Ziel dieses Vorhabens, Lignine aus der Zellstoffindustrie sowie lignocellulosehaltige Biomasse als nachwachsenden Rohstoff mittels Hydrothermolyse zu substituierten Phenolen abzubauen und aus diesen Phenol-Formaldehyd-Harze wie Resole, Resitole und Novolake herzustellen, die über ein vergleichbares Eigenschaftsspektrum verfügen wie die entsprechenden Duroplaste auf petrochemischer Basis. Bei der TUM erfolgten grundlegende Untersuchungen, die bei der technischen Umsetzung am ICT genutzt wurden. Die dann am ICT erhaltenden Ligninabbauprodukte der Hydrothermolyse wurden bei DOW anwendungstechnisch untersucht. Bei DOW erfolgte die Herstellung und Charakterisierung von Phenol-Harzen und Novolacken, die auf den durch Hydrothermolyse aus Lignin hergestellten Phenolen basieren. Darüber hinaus erfolgten anwendungstechnische Arbeiten für die hergestellten Phenol-Harze und Novolacke. Folgende Arbeiten erfolgten: Versuche zur Umsetzung von Lignin Spaltprodukten mit Epoxidharzen, Versuche zu direkten Epoxidierung von Lignin Spaltprodukten, Phenolnovolak-Synthese von Lignin-Spaltprodukten.