Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Neuartige Polymere auf Basis von Triglyceriden. Teilvorhaben 2: Herstellung der Polyamide und Polyurethane

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
76327 Pfinztal
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
Kontakt
Dr. Ulrich Fehrenbacher
Tel: +49 721 4640-415
E-Mail: ulrich.fehrenbacher@ict.fraunhofer.de
FKZ
22001408
Anfang
01.10.2008
Ende
30.09.2011
Aufgabenbeschreibung
Das Ziel des vorgeschlagenen Vorhabens, ein Verfahren zur Umwandlung von Triglyceriden aus hochölsäurereichem Sonnenblumenöl mittels katalytischer Verfahren in bi- und trifunktionelle Monomereinheiten zu überführen, um daraus neue Polymere herzustellen. Zielprodukte bei den Monomereinheiten sind ?-hydroxy-, ?-carboxy- und ?-amino-substituierte Triglyceride. Sie sollen aus HO-Sonnenblumenöl über katalytische Isomerisierungen/Hydroformylierungen, Aminierungen, Oxidationen und Hydrierungen hergestellt werden. Für die Herstellung von Polymeren sollen größere Mengen an Monomeren durch ein Scale-up in den technischen Maßstab hergestellt werden. Aus den so gewonnenen Monomeren sollen neuartige, hochwertige Polymere für die Anwendungsbeispiele Polyurethane und Polyamide entwickelt werden. Insbesondere für die Umsetzung der neuartigen Triglyceridkomponenten müssen Polymerisationsverfahren entwickelt werden und in den kg-Maßstab übertragen werden. Zuletzt sollen Polymermuster hergestellt werden und eine anwendungstechnische Charakterisierung der erhaltenen Produkte mit einer Bewertung des gesamten Verfahrens durchgeführt werden.
Ergebnisdarstellung
Im Verbundvorhaben wurden chemisch katalysierte Prozesse entwickelt, um in hohen Ausbeuten aus Triglyceriden (bspw. hoch ölsäurehaltigem Sonnenblumenöl) langkettige und omega-funktionalisierte Chemikalien (1,19-Nonadekansäure, 1,19-Nonadekanol und 1,19-Nonadekandiamin) zu gewinnen. Aus den so gewonnenen Monomeren wurden neuartige hochwertige Polymere zur Herstellung von Polyamiden, Polyurethanen (Formulierungen und thermoplastischen Polyurethane) hergestellt und anwendungstechnische Charakterisierungen der erhaltenen Polymere durchgeführt. Die hergestellten Polyurethane und Polyamide verfügen über interessante Gebrauchseigenschaften wie Transluzenz, gute Elastizität und Rückstelleigenschaften sowie eine auffallend gute Hydrolysebeständigkeit. Im Teilvorhaben 2 wurde zur Herstellung von Polyesterpolyolen für die Synthese von Polyurethanen eine Hydrierung von 1,19-Nonadekandicarbonsäuredimethylester mittels heterogener Katalysatoren (die kostengünstig sind und die den Ester selektiv zum entsprechenden 1,19-Nonadekandiol umsetzten) entwickelt und in den kg- Maßstab übertragen. Das entstandene 1,19-Nonadekandiol wurde mittels Hochtemperaturrektifikation aufgereinigt. Außerdem erfolgten im Vorhaben in Zusammenarbeit mit Fa. Rampf Untersuchungen zur Herstellung von Polyurethanen aus Polyesterpolyolen durch die Kombination von verschiedenen kurzkettigen Diolen mit der 1,19-Nonandicarbonsäure. Die Polyurethane wurden anschließend thermoplastisch zu Formkörpern verarbeitet und charakterisiert. Insgesamt waren die hergestellten Polyurethane alle thermoplastisch verarbeitbar. Es wurden gute mechanische Festigkeiten und Shore A Härtewerte im Bereich von 50 bis 60 erreicht. Die Materialeigenschaften sind interessant für technische Applikationen z.B. im Freizeitbereich und in technischen Anwendungen. Außerdem wurden im Vorhaben ergänzend zu den Arbeiten der Firma Evonik Untersuchungen zur Herstellung von Polyamiden auf Basis der 1,18-Oktadekandicarbonsäure durchgeführt.

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