Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Entwicklung von Cellulose-basierten Coatings und Soil-Release-Polymeren

Anschrift
Westfälische Wilhelms-Universität Münster - Institut für Organische Chemie
Corrensstr. 40
48149 Münster
Kontakt
Prof. Dr. Werner Klaffke
Tel: +49 251 83-33271
E-Mail: werner.klaffke@uni-muenster.de
FKZ
22001900
Anfang
01.08.2000
Ende
31.07.2003
Ergebnisdarstellung
Das Vorhaben leistete eine Beitrag zur Entwicklung von Soil-Release-Polymeren auf der Basis von natürlichen Polysacchariden. Das Projekt basiert auf der Erkenntnis, dass die für eine gute Adsorption notwendige molekulare Erkennung zwischen cellulosischer Textilfaser und Soil-Release-Polymer bei struktureller Ähnlichkeit besonders ausgeprägt ist. Daher wurden oligomeren Bruchstücke durch chemischen Abbau hergestellt. Mit der Pivaloylse wurde ein gutes und selektives Verfahren zur Spaltung der 1,4-verknüpften Homoglycane Cellulose und Amylose zu Oligosacchariden verschiedenen Polymerisationsgrades entwickelt. Dieses Verfahren ist jedoch nur bedingt auf 1,3-verknüpfte Homoglycane (Curdlan und Paramylon) bzw. Hetroglycane (Guaran, Johannesbrotgummi) übertragbar. Im Falle dieser natürlichen Polysaccharide gelang dann zwar eine säurekatalysierte Depolymerisation, allerdings meist nur zum Mono- bis Trisaccharid. Darüber hinaus sind diese nur durch aufwändige und zeitintensive Reinigungsoperationen zugänglich. Im Rahmen des Vorhabens wurden dann die kleinsten Einheiten ermittelt, die noch eine ausreichende Wechselwirkung mit cellulosischen Fasern eingehen. Bei den 1,4-verknüpften Homoglycanen, sind die Wechselwirkungen mit Cellulose erst ab dem jeweiligen Pentasaccharid zu beobachten. Dagegen zeigen die Oligosaccharide der 1,3-Homoglycane keine besondere Anbindung an eine Cellulose-Oberfläche. Insgesamt ist festzustellen, dass die zwei wesentlichen Vorhabenziele (Herstellung von Oligosacchariden, Ermittlung der kleinsten oligomeren Einheiten für eine Wechselwirkung mit Cellulose) erreicht werden konnten. Allerdings zeigten die Untersuchungen, dass aufgrund des überaus komplizierten Herstellungsverfahrens, eine wirtschaftliche Nutzung der Erkenntnisse kurz- und mittelfristig nicht zu erwarten ist. Hier ist, wie das Vorhaben gezeigt hat, noch umfangreiche FuE - teilweise auch grundlagenorientiert - notwendig.
Aufgabenbeschreibung
Neben den Tensiden als waschaktive Substanzen und den Buildern enthalten Waschmittel wechselnde Anteile an Hilfsstoffen. Hierzu zählen auch die im Rahmen dieses Vorhabens zu entwickelnden Soil-Release-Polymere (SRP). Das Prinzip dieser Substanzen beruht auf ihrer Eigenschaft, einerseits eine Oberfläche abzudecken und an ihr zu adsorbieren, andererseits jedoch bei Bedarf sich von ihr auch wieder abzulösen. Im Idealfall lagern sich Verunreinigungen an der Oberfläche des SRP an und nicht direkt auf die darunter liegende Textilfaser. Während des Waschvorgangs quellen die aufgebrachten Polymere und heben die im Gebrauch adsorbierten Fremdpartikel von der Oberfläche der Nutzfaser ab, so dass sie leichter durch die Tenside entfernt werden können. Für Cellulose sind derzeit noch keinerlei synthetische Adsorbentienvon SRP-Typ kommerzialisiert. Entsprechende Untersuchungen sollen zunächst mit Polysaccharidfragmenten von natürlichen Polysacchariden, vor allem Cellulosebruchstücken, begonnen werden. Im Rahmen des Vorhabens sollen dabei die kleinsten Einheiten ermittelt werden, die noch eine ausreichende Wechselwirkung mit cellulosischen Fasern eingehen. Diese oligomeren Bruchstücke werden dann im Vorhaben durch chemischen Abbau von natürlichen Polysacchariden hergestellt.

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